빠른 흐름

camera ray
-> hit surface
-> sample material/light direction
-> bounce
-> accumulate contribution
-> denoise

구조

path tracing은 장면의 조명을 정해진 공식 한 번으로 계산하지 않습니다. 카메라에서 ray를 쏘고, 표면에 닿으면 재질과 빛 분포에 따라 다음 방향을 샘플링합니다. 이 경로가 빛에 도달하거나 종료될 때까지 기여도를 누적합니다.

pixel color ~= average(samples)

sample 수가 많을수록 실제 조명 적분에 가까워지지만 비용이 커집니다. sample이 적으면 결과에 noise가 생기고, glossy 반사, caustics, 작은 light source처럼 맞추기 어려운 경로일수록 noise가 심합니다.

importance sampling은 중요한 방향을 더 자주 뽑기 위한 방법입니다. 예를 들어 밝은 light나 BRDF가 강하게 반사하는 방향을 우선 샘플링하면 같은 sample 수로 더 안정적인 결과를 얻을 수 있습니다.

Denoising

실시간 path tracing은 충분한 sample을 한 프레임 안에 모으기 어렵습니다. 그래서 이전 프레임과 현재 프레임을 누적하고, depth, normal, albedo, motion vector 같은 보조 정보를 사용해 denoising합니다.

품질 기준

path tracing 품질은 ray tracing 지원 여부만으로 결정되지 않습니다. sampling 전략과 denoising 품질이 실제 화면 안정성을 크게 좌우합니다.

주의할 점