Lors de l'ombrage d'un point sur une surface opaque, vous devez collecter la lumière entrante et la pondérer avec la fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle (BRDF) du matériau.
L'approche naïve consiste à répartir les échantillons de manière égale sur l'hémisphère et à sonder toutes les directions de manière égale pour la lumière entrante. C'est ce qu'on appelle un échantillonnage uniforme (figure 1). Bien que cela fonctionne dans la plupart des cas, la convergence vers le résultat correct peut prendre du temps.
Figure 1: Échantillonnage uniforme sur l'hémisphère
Pour accélérer les choses, considérons les propriétés de la surface en question. Une surface diffuse doit prendre en compte la lumière de toutes les directions de l'hémisphère, où la lumière provenant d'angles plats a moins d'influence. Un miroir parfait n'a besoin que d'une seule direction selon la loi de la réflexion. L'échantillonnage d'importance tient compte de cela et distribue des échantillons là où la lumière devrait avoir une plus grande influence, à en juger par le BRDF. Pour la surface diffuse, un échantillonnage en cosinus serait utilisé (Fig. 2), ce qui entraînerait moins d'échantillons à angles plats qui auraient vraisemblablement une influence plus faible. Pour le miroir parfait, un seul rayon est tiré car toutes les autres directions n'ont de toute façon aucune influence.
Figure 2: Échantillonnage des cosinus sur l'hémisphère
Or, le BRDF n'est pas la seule chose à prendre en compte. Lorsque vous avez connu des sources de lumière à forte intensité, il est souvent souhaitable de diriger plus de rayons vers ces sources de lumière, car ces directions ont probablement un impact plus important sur le résultat (c'est-à-dire qu'il y a plus de lumière provenant de ces directions). L'idée de combiner différentes stratégies d'échantillonnage d'importance différentes en une seule est appelée échantillonnage à importance multiple . Cette technique n'est pas limitée à l'exemple donné de lampes BRDF + connues, mais peut être utilisée avec n'importe quel type d'heuristique sensible que vous pouvez trouver.
Les images ont été générées à l'aide des points Hammersley de Holger Dammertz sur l'hémisphère .
