Photorealistic rendering of measured BRDF data

Abstract

Fotorealistisches Rendering von gemessenen Oberflächendaten hat ein grosses Anwendungsfeld, in erster Linie werden die Daten verwendet um Referenzbilder für Analytische Oberflächen-Modelle zu erzeugen. Bevor die Daten für die Erzeugung von Referenzbilderen verwendet werden können müssen diese zuerst gemessen, gefittet und interpoliert werden. In dieser Diplomarbeit werden zwei BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) Datenbanken für gemessene Oberflächendaten, die von zwei verschiedenen Universit äten gemessen wurden, für die Simulation verwendet. Eine Datenbank enthält die Oberflächendaten in Form von Spektral Messungen und die andere Datenbank enthält die Messungen im RGB Format. Weiteres werden verschiedene Oberflächen-Modelle und grundlegende Monte Carlo Sampling Methoden betrachtet.<br />Die grundlegende Aufgabe der Diplomarbeit war es die gemessenen Oberflächendaten in das Advanced Rendering Toolkit (ART) einzubauen um diese für das Rendering zu verwenden. Das Advanced Rendering Toolkit wird seit 1996 auf der TU-Wien vom Institut für Computergraphik und Algorithmen entwickelt.<br />Zusätzlich werden zu den gerenderten Bildern auch Polar Diagramme erzeugt, welche die Reflektionseigenschaften der Materialien zeigen.<br />

Photo realistic rendering of measured data is a widely used method to generate reference images for analytical models. But before we can render measured data it has to be acquired and then fitted and interpolated. In this thesis we review two BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function) databases from different Universities. One database consists of Spectral data where the other only measured the materials in RGB color space. Furthermore we introduce the reader in the basic BRDF models and in the basics of Monte Carlo sampling methods.<br />We integrate the rendering of measured BRDF data in the Advanced Rendering Toolkit (ART), which is developed since 1996 from the Institute of Computer Graphics and Algorithms of the Vienna University of Technology. Also we evaluate the generated images, with polar plots, to show their reflectance property. Also we show our trilinear interpolation approach, which was used for the data from the Cornell University. To present our work we also rendered several images with the ART pathtracer.