Op#miza#ons for Rendering Realis#c Lens flares in Polynomial - - PowerPoint PPT Presentation

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Op#miza#ons for Rendering Realis#c Lens flares in Polynomial Op#cs Stephen DiIorio CS Department Talk June 1 st , 2015 Photo Credit: HWRG Lens Flare

SLIDE 1

Op#miza#ons ¡for ¡Rendering ¡ Realis#c ¡Lens ¡flares ¡in ¡Polynomial ¡ Op#cs ¡

Stephen ¡DiIorio ¡ CS ¡Department ¡Talk ¡ June ¡1st, ¡2015 ¡

SLIDE 2

Lens ¡Flare ¡

Photo ¡Credit: ¡HWRG ¡

SLIDE 3

Lens ¡Flare ¡

SLIDE 4

Lens ¡Flare ¡– ¡In ¡a ¡Perfect ¡World ¡. ¡. ¡. ¡

SLIDE 5

Lens ¡Flare ¡– ¡Complex ¡Paths ¡

SLIDE 6

Lens ¡Flare ¡– ¡Mul#ple ¡Samples ¡

SLIDE 7

Lens ¡Systems ¡Are ¡Complex ¡

Johannes ¡Hanika ¡and ¡Carsten ¡Dachsbacher. ¡Efficient ¡Monte ¡Carlo ¡ rendering ¡with ¡realis#c ¡lenses. ¡Computer ¡Graphics ¡Forum ¡ (Proceedings ¡of ¡Eurographics), ¡33(2), ¡April ¡2014. ¡

Canon ¡Zoom ¡

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Mapping ¡Func#on ¡

x θ f(x, θ) ≈ Ax2 + Bθ2 + Cxθ + Dx + Eθ + F

SLIDE 9

Mapping ¡Func#on ¡

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Problem ¡

How ¡do ¡we ¡best ¡evaluate ¡these ¡polynomials? ¡

Best ¡refers ¡to ¡how ¡quickly ¡we ¡evaluate ¡the ¡polynomials ¡and ¡which ¡polynomials ¡retain ¡enough ¡ informa#on ¡to ¡create ¡images ¡with ¡high ¡fidelity. ¡

Two ¡Approaches: ¡

Removing ¡Terms ¡
Memoiza#on ¡

SLIDE 11

Removing ¡Terms ¡

SLIDE 12

Removing ¡Terms ¡

SLIDE 13

Memoiza#on ¡

x ¡ x2 ¡ x3 ¡ x4 ¡ x5 ¡ y ¡ y2 ¡ y3 ¡ y4 ¡ y5 ¡ Let ¡x ¡= ¡3 ¡ and ¡y ¡= ¡4 ¡

SLIDE 14

Memoiza#on ¡

x ¡ x2 ¡ x3 ¡ x4 ¡ x5 ¡ 3 ¡ 9 ¡ 27 ¡ 81 ¡ 243 ¡ y ¡ y2 ¡ y3 ¡ y4 ¡ y5 ¡ 4 ¡ 16 ¡ 64 ¡ 256 ¡ 1024 ¡ Let ¡x ¡= ¡3 ¡ and ¡y ¡= ¡4 ¡

SLIDE 15

Memoiza#on ¡

x ¡ x2 ¡ x3 ¡ x4 ¡ x5 ¡ 3 ¡ 9 ¡ 27 ¡ 81 ¡ 243 ¡ y ¡ y2 ¡ y3 ¡ y4 ¡ y5 ¡ 4 ¡ 16 ¡ 64 ¡ 256 ¡ 1024 ¡ Let ¡x ¡= ¡3 ¡ and ¡y ¡= ¡4 ¡ Z ¡= ¡x ¡+ ¡x2 ¡+ ¡x2 ¡+ ¡y3 ¡+ ¡x4 ¡+ ¡y5 ¡+ ¡y5 ¡

SLIDE 16

Memoiza#on ¡

x ¡ x2 ¡ x3 ¡ x4 ¡ x5 ¡ 3 ¡ 9 ¡ 27 ¡ 81 ¡ 243 ¡ y ¡ y2 ¡ y3 ¡ y4 ¡ y5 ¡ 4 ¡ 16 ¡ 64 ¡ 256 ¡ 1024 ¡ Let ¡x ¡= ¡3 ¡ and ¡y ¡= ¡4 ¡ Z ¡= ¡x ¡+ ¡x2 ¡+ ¡x2 ¡+ ¡y3 ¡+ ¡x4 ¡+ ¡y5 ¡+ ¡y5 ¡

SLIDE 17

Memoiza#on ¡

SLIDE 18

Produced ¡Images ¡

SLIDE 19

Produced ¡Images ¡

SLIDE 20

Produced ¡Images ¡

SLIDE 21

Produced ¡Images ¡

SLIDE 22

Evalua#on ¡

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Summary ¡

Lens ¡flares ¡are ¡hard ¡to ¡compute! ¡

– Can ¡make ¡improvements ¡by ¡dropping ¡terms ¡and ¡ memoizing ¡data ¡

Future ¡Work ¡

Adjust ¡coefficients ¡in ¡the ¡polynomial ¡to ¡beger ¡

meet ¡a ¡ground ¡truth ¡image. ¡

– See ¡if ¡we ¡can ¡recover ¡images ¡that ¡look ¡like ¡a ¡lens ¡ flare ¡but ¡are ¡not ¡exact. ¡

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Other ¡Efforts ¡

Fixed ¡exponen#a#on ¡implementa#on ¡
Removed ¡terms ¡just ¡by ¡their ¡coefficients ¡
Horner’s ¡method ¡

– ¡19 ¡+ ¡7x ¡– ¡4x2 ¡+ ¡6x3 ¡ ((((0)x ¡+ ¡6)x ¡– ¡4)x ¡+ ¡7)x ¡– ¡19 ¡

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Experimental ¡Setup ¡

¡ "Why ¡Use ¡an ¡Achroma#c ¡Lens?" ¡Edmund ¡Op#cs. ¡Edmund ¡ Op#cs ¡Inc., ¡2014. ¡Web. ¡3 ¡May ¡2015. ¡ ¡

Degree ¡3 ¡polynomials ¡
Achroma#c ¡Lens ¡System ¡
Paths ¡consis#ng ¡of ¡2 ¡and ¡4 ¡

reflec#ons ¡

Using ¡Polynomial ¡Op#cs ¡

Library ¡