どうも，チョコです．

最近レイトレーシングをちょっとやってるんですけど，流石に自分でメモリ構造体を作るのが不効率すぎて辛い．昨日Siggraph Asia行った時に見たRenderMan22が速すぎて衝撃を受けました．

そこで，AMDが開発したRadeonRays（以下RR）というオープンソースなライブラリを見つけました．しかもopencl1.2なのでいろんな環境で動きますね．

（ここでレイトレプロのみなさんへの忠告です．この記事を書いた僕はくそレイトレ―シング初心者です．画像を見て吐き気がしたら見るのをやめましょう．）

さて，RRのサンプルを動かしてみよう．ここではVisualStudioを使ってCornellBoxサンプルをコンパイルして見ましょう．

おう．すごい．

しかし，これだとレイトレっぽくないので，とりあえず反射を入れましょう．

反射とは要するに，レイをdとしたら，表面の法線nに対して

d’=d−2(d⋅n)n

を計算すればいいですね．また，この時，最終の色は元の色と乗算します．

レイトレっぽくなりましたね．

次に，反射をDiffuseにしましょう．ここではLambertを使います．Lambertは簡単にいうと，入射角と法線の内積で明るさが決まりますね．まずは単純に，表面から半球の法線をランダムに決めて内積を取って乗算します．ただし，ここでは光源を円に変え，円に当たらなかったレイは黒にします．

ノイズ高いですね（適当）．

Diffuseの次は当然Specularですね．ここではBeckmannを使います．説明が面倒なのでググって．ただし，普通にランダムに取ると収束まで結構時間がかかりますので，ここではImportance Samplingを行います．

BeckmannのImportance Samplingはここを見てください．

LambertのImportance Samplingはここを見てください．

Specularだけだとこうなります（Beckmann coefficient = 0.2）．

ピカピカですね．

DiffuseとSpecularの組み合わせはShlick’s Fresnelを使います．とりあえず単純に，このFresnelの値を確率のカットオフとして，ランダム値がこの値より小さかったらSpecular反射を解散して，そうでなかったらDiffuseということにします．こういうことです．

すると結果はこうなります(Specular = 0.4)．

ノイズ高いですね（これしかコメント言えん）．

箱は見飽きたので，サルを入れてみましょう．サルは金属にしましょう．

ふむ．．．．

サルは可愛くないので，シャロちゃんを入れましょう（）．CornellBoxも消して，Skyboxを入れましょう．

レイが表面にぶつからなかった時，方向を使ってSkyboxから色をこのように取ります．ただし，レイがまだ反射していないものなら黒にします．

するとこのようになります（適当）．

かわいい．．．

まだまだダメですが満足したのでやめます．最後にコメントです．

RRのGeneratePerspectiveRaysは視野を気にしないので，表示の縦横比を帰ると変になります．そのため，GLMの行列を使って書き換えます．

Importance Samplingが入っているLambertとBeckmannのコードです．ただし，乱数生成器はXorshiftを使います．

では．