Evolution of video card architectures development

Abstract

Об’ємний рендеринг — це метод перетворення скалярних полів на зображення. У GPU тривимірні скалярні поля зберігаються як 3D-текстури. Нещодавно WebGL2 додав підтримку 3D-текстур, що дає змогу реалізувати елегантний і швидкий об’ємний рендеринг у браузері. У цій статті ми пропонуємо метод інтерактивного об’ємного рендерингу, який працює повністю в браузері та реалізований на WebGL2. Метод враховує поглинання й випромінювання світла об’ємом, а також ефекти розсіювання. Для створення фізично реалістичного зображення за об’ємними даними змодельовано поглинання, випромінювання та розсіювання променів світла середовищем. Хоча моделювання поширення світла через середовище на такому рівні дає вражаючі та фізично коректні результати, воно надто витратне для інтерактивного рендерингу, що є метою візуалізації об’ємів. Оскільки повністю фізична модель із розсіюванням була б надто витратною для інтерактивного рендерингу, метод використовує спрощену модель випромінювання-поглинання. Запропонована модель не обчислює вартісні ефекти розсіювання та їхнього наближення. Розглядається модель лише випромінювання-поглинання.

Volume rendering is a method for converting scalar fields into images. In the GPU, three-dimensional scalar fields are stored as 3D textures. Recently, WebGL2 has added support for 3D textures, which allows you to implement elegant and fast volume rendering in the browser. In this paper, we propose a method of interactive volume rendering that works completely in the browser, implemented on WebGL2. The method takes into account the absorption and emission of light by the volume, as well as scattering effects. To create a physically realistic image volume data, the absorption, emission, and scattering of light rays by the medium was simulated. Although modeling the propagation of light through the medium at this level produces spectacular and physically correct results, it is too expensive for interactive rendering, which is the goal of volume visualization. Since a fully physical model with scattering would be too expensive for interactive rendering, the method uses a simplified emission-absorption model. The proposed model does not calculate the cost effects of scattering and their approximation. The model of emission-absorption only is considered.