MOI - Path Tracing

Репозиторий содержит минимальный физически корректный рендерер глобального освещения методом трассировки путей для треугольных сеток.

Что реализовано

• Геометрия сцены на треугольниках.
• Ручная сцена (аналог Cornell box) и загрузка треугольной модели из OBJ.
• RGB-цветовая модель.
• Материалы: диффузный Ламберт + зеркальный компонент (чистое зеркало), одновременно на одной поверхности.
• Физическое ограничение материалов: kd + ks <= 1 по каждой компоненте.
• Выбор события рассеяния методами русской рулетки и importance sampling.
• Трассировка путей с глобальным освещением и next event estimation:
  • один случайный луч на прямой свет,
  • случайный выбор источника по мощности.
• Камера-точка, случайный джиттер внутри пикселя (anti-aliasing).
• Разрешение задается параметрами, по умолчанию 600x600.
• Нормировка яркостей (max, mean, fixed), клиппинг, гамма-коррекция и запись в PPM.
• Дополнительно: запись линейного HDR-подобного буфера в PFM.

Файл реализации

• path_tracer.py - основной исполняемый файл.
• lr4_path_tracer (2).py - GUI-версия ЛР4 с BRDF lambert/cook_torrance, AOV-буферами и сохранением .npz.
• lr5_filters.py - отдельный скрипт ЛР5: gaussian, bilateral, multilateral, median фильтрация по AOV.

Быстрый запуск

python path_tracer.py \
	--scene manual \
	--width 600 --height 600 \
	--spp 64 --max-depth 8 \
	--output renders/manual.ppm \
	--pfm-output renders/manual.pfm

Запуск со сценой из OBJ

python path_tracer.py \
	--scene obj \
	--obj-path /absolute/path/to/model.obj \
	--width 600 --height 600 \
	--spp 64 --max-depth 8 \
	--output renders/obj.ppm

Основные параметры CLI

• --scene {manual,obj}: тип сцены.
• --obj-path: путь к OBJ (обязательно для --scene obj).
• --width, --height: разрешение.
• --spp: число лучей на пиксель.
• --max-depth: максимальная глубина пути.
• --max-seconds: ограничение по времени рендера (секунды).
• --seed: зерно ГПСЧ.
• --normalization {max,mean,fixed}: способ нормировки.
• --fixed-scale: масштаб для режима fixed.
• --gamma: коэффициент гамма-коррекции.
• --output: итоговый LDR-файл в PPM (P6).
• --pfm-output: необязательный линейный буфер в PFM.

ЛР5: запуск фильтрации

1. Сначала в lr4_path_tracer (2).py выполните рендер и нажмите Сохранить AOV (.npz).
2. Затем запустите:

python3 lr5_filters.py \
  --input-aov /absolute/path/to/render_aov.npz \
  --out-dir renders/lr5 \
  --radius 3 --sigma-spatial 2.0 --sigma-color 0.2 \
  --sigma-depth 0.2 --sigma-normal 0.2 \
  --normalize p99 --gamma 2.2

Проверка требований задания

• Минимальное итоговое разрешение для отчета: не меньше 500x500.
• Для защиты можно менять параметры сцены и рендера через CLI без изменения кода.
• Подробное описание алгоритма и корректности приведено в REPORT.md.