Towards Physically-Based Sky-Modeling

要約

正確な環境マップは、コヒーレントな照明を使用してフォトリアリスティックな屋外シーンをレンダリングするための重要なコンポーネントです。
これらは、魅力的なビジュアル アート、没入型仮想現実、および幅広い工学および科学アプリケーションを可能にします。
最近の研究では、空のモデルをより包括的かつ雲の形成を含むように拡張しましたが、既存のアプローチでは、物理的にキャプチャされた HDRI の主要な特性を忠実に再現するには不十分です。
私たちが実証しているように、スカイモデルによって生成された環境マップは、物理的にキャプチャされた HDR 画像と同じトーン、影、照明の一貫性でシーンを再照明しません。
DNN で生成された LDR および HDR 画像の視覚的品質は近年大幅に進歩しましたが、この進歩が空のモデリングとは関係のないものであることを私たちは実証しました。
太陽を含む屋外環境マップには 14EV の拡張ダイナミック レンジ (EDR) が必要であるため、空のモデリングは従来のハイ ダイナミック レンジ画像 (HDRI) のパラダイムを超えています。
この研究では、物理的にキャプチャされた HDR 画像から直接風化した空を学習する、全天候型の空モデルを提案します。
ユーザーが制御する太陽と雲の形成の位置ごとに、当社のモデル (AllSky) により、空の拡張ダイナミック レンジ (EDR) の保持が向上し、物理的にキャプチャされた環境マップのエミュレーションが可能になります。

要約(オリジナル)

Accurate environment maps are a key component in rendering photorealistic outdoor scenes with coherent illumination. They enable captivating visual arts, immersive virtual reality and a wide range of engineering and scientific applications. Recent works have extended sky-models to be more comprehensive and inclusive of cloud formations but existing approaches fall short in faithfully recreating key-characteristics in physically captured HDRI. As we demonstrate, environment maps produced by sky-models do not relight scenes with the same tones, shadows, and illumination coherence as physically captured HDR imagery. Though the visual quality of DNN-generated LDR and HDR imagery has greatly progressed in recent years, we demonstrate this progress to be tangential to sky-modelling. Due to the Extended Dynamic Range (EDR) of 14EV required for outdoor environment maps inclusive of the sun, sky-modelling extends beyond the conventional paradigm of High Dynamic Range Imagery (HDRI). In this work, we propose an all-weather sky-model, learning weathered-skies directly from physically captured HDR imagery. Per user-controlled positioning of the sun and cloud formations, our model (AllSky) allows for emulation of physically captured environment maps with improved retention of the Extended Dynamic Range (EDR) of the sky.

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