論文の概要: Spin-Weighted Spherical Harmonics for Polarized Light Transport
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.07582v1
- Date: Sun, 29 Dec 2024 07:03:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-19 08:09:23.127305
- Title: Spin-Weighted Spherical Harmonics for Polarized Light Transport
- Title(参考訳): 偏光輸送のためのスピン重球高調波
- Authors: Shinyoung Yi, Donggun Kim, Jiwoong Na, Xin Tong, Min H. Kim,
- Abstract要約: スピン重み付き球高調波理論に基づく分極球高調波(PSH)と呼ばれる新しい手法を開発した。
PSHに基づく分極レンダリング方程式と球面畳み込みの周波数領域定式化を導入する。
その結果, 複雑な反射現象における偏光相互作用を効果的に, 正確に再現できることが示唆された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 21.535175741775294
- License:
- Abstract: The objective of polarization rendering is to simulate the interaction of light with materials exhibiting polarization-dependent behavior. However, integrating polarization into rendering is challenging and increases computational costs significantly. The primary difficulty lies in efficiently modeling and computing the complex reflection phenomena associated with polarized light. Specifically, frequency-domain analysis, essential for efficient environment lighting and storage of complex light interactions, is lacking. To efficiently simulate and reproduce polarized light interactions using frequency-domain techniques, we address the challenge of maintaining continuity in polarized light transport represented by Stokes vectors within angular domains. The conventional spherical harmonics method cannot effectively handle continuity and rotation invariance for Stokes vectors. To overcome this, we develop a new method called polarized spherical harmonics (PSH) based on the spin-weighted spherical harmonics theory. Our method provides a rotation-invariant representation of Stokes vector fields. Furthermore, we introduce frequency domain formulations of polarized rendering equations and spherical convolution based on PSH. We first define spherical convolution on Stokes vector fields in the angular domain, and it also provides efficient computation of polarized light transport, nearly on an entry-wise product in the frequency domain. Our frequency domain formulation, including spherical convolution, led to the development of the first real-time polarization rendering technique under polarized environmental illumination, named precomputed polarized radiance transfer, using our polarized spherical harmonics. Results demonstrate that our method can effectively and accurately simulate and reproduce polarized light interactions in complex reflection phenomena.
- Abstract(参考訳): 偏光レンダリングの目的は、偏光依存的な挙動を示す物質との光の相互作用をシミュレートすることである。
しかし、分極をレンダリングに統合することは困難であり、計算コストが大幅に増加する。
主な困難は、偏光に関する複雑な反射現象を効率的にモデル化し、計算することである。
具体的には、効率的な環境照明と複雑な光相互作用の貯蔵に不可欠な周波数領域分析が欠如している。
周波数領域技術を用いて偏光相互作用を効率的にシミュレートし、再現するために、角領域内のストークスベクトルで表される偏光輸送における連続性を維持するという課題に対処する。
従来の球面調和法はストークスベクトルの連続性と回転不変性を効果的に扱えない。
これを克服するために、スピン重み付き球面調和理論に基づく偏極球高調波(PSH)と呼ばれる新しい手法を開発した。
本手法はストークスベクトル場の回転不変表現を提供する。
さらに、偏光レンダリング方程式の周波数領域定式化と、PSHに基づく球面畳み込みを導入する。
まず、角領域のストークスベクトル場上の球面畳み込みを定義し、周波数領域のエントリーワイド積に準じて、偏光輸送の効率的な計算も提供する。
球状畳み込みを含む周波数領域の定式化により、偏光環境照明下での初めてのリアルタイム偏光レンダリング技術が開発され、偏光球面高調波を用いた偏光放射移動と呼ばれるようになった。
その結果, 複雑な反射現象における偏光相互作用を効果的に, 正確に再現できることが示唆された。
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