講演動画 http://youtu.be/CVoV5JaCCo4

1. 「 CG Magic: レンダリング」
のコンセプト
イミテーションに終わらない
創造性のある技術開発
技法の裏側にある本質
をさぐる

2. レンダリング技術最前線
Physically-based VS. Image-based
Physically-based ( Subsurface Scattering )
Image-based （ Recovering Reflectance, etc ）

3. Subsurface Scattering

4. Subsurface Scattering

5. Subsurface Scattering
(multi-scattering)
 Diffusion

6. Subsurface Scattering
 Light Transport Equation
 Diffusion Equation

7. Subsurface Scattering
 Diffusion equation の解法
1995 Jos Stam multi-grid method
方程式を解かずに解を得る方法はないか？

8. Subsurface Scattering
 Diffusion equation の解法
2001 Henrik Wann Jensen
Medical Physics (Transport Theory)
領域が無限であれば、一つの点光源を解としても
つ

9. Subsurface Scattering
 Diffusion equation の解法
実際には領域は無限ではない
（片側が閉じている）
↓
境界部分でプラスマイナスの収支が合うように
仮想的な「負」の点光源を領域の上側に置く

10. Subsurface Scattering
 Dipole model http://graphics.ucsd.edu/~henrik/

11. Subsurface Scattering
 Multi-scattering の Reflectance

12. Subsurface Scattering
 パラメーターの置き換え
(mean free path, albedo)

13. Subsurface Scattering
 Dipole Model の実用化 ( 映画での実装）
ILM (Christophe Hery)
Dipole Model
+
テクスチャを用いたコントロール v
「 Harry Potter2(2002) 」
「 Lemony Snicket(2004) 」
「 Star Wars3(2005) 」
「 Pirates of Caribbean2,3(2006,2007) 」

14. Subsurface Scattering
 Multi-scattering の Transmittance

15. Subsurface Scattering
 Multi-scattering の Transmittance
Blue Sky Studio
「ホートンふしぎな世界のダレダーレ（ 2008) 」

16. Subsurface Scattering
 Multi-scattering の Transmittance
Transmittance の場合には、上下の両方が
閉じている。
↓
上下両方の境界部分で、
プラスマイナスの収支が合うように、
仮想光源の配置を繰り返す。

17. Subsurface Scattering
仮想光源の配置
上境界
下境界

18.  Multipole Model
Craig Donner(2005)
http://www.cs.columbia.edu/~cdonner/pubs.shtml

19. Subsurface Scattering
 Multi-Layer model

20. Subsurface Scattering
 Multi-Layer model
↓ フーリエ変換
Transmittance
Reflectance

21. Subsurface Scattering
 物体表面上の位置の変化による
subsurface scattering の効果の変化
物理パラメーターは同一に設定して計算
↓
Albedo Map のピクセル値を用いてスケールを掛ける
（ multi-scattering = diffusion = 混ぜ合わせの計算
↓
Albedo Map もフィルタリング）

22. Subsurface Scattering
 Multi-Layer model
Albedo Map を用いたコントロール

23. Subsurface Scattering
 Human Skin Model

24. ↓
＋ ＝

26. Subsurface Scattering
 Human skin ( メラニン、ヘモグロビンの影響を正確にシミュ
レート）
Craig Donner(2006)

27. Subsurface Scattering
 GPU Human Skin
NVIDIA(2007) “A System for Efficient Rendering of Human
Skin”
＊ Multi-layer Model をガウス基底の線形結合に分解
＊ Diffusion の計算は２ D でおこない３ D モデルにマッ
ピング
↓
前計算を必要としないリアルタイム処理へ

28. Subsurface Scattering
 GPU Human Skin

29. Subsurface Scattering
 Multi-Scattering in Hair
“Dual Scattering Approximation for Fast Multiple
Scattering in Hair”(2008)
http://cg.cs.uni-bonn.de/project-pages/hairmodeling/
Multi-Scattering in Hair
↓
global multi-scattering ＋ local multi-
scattering.

30. Subsurface Scattering
 Human Hair Model
Stephen Marshner(2003)
“Light Scattering from Human Hair Fibers”

31. Subsurface Scattering
 Multi-Scattering in Hair

32. Subsurface Scattering
 Multi-Scattering in Hair

33. Recovering Reflectance
 Light Field(4D)
 Reflectance Field(6D)

34. Recovering Reflectance
 Lightstage (Paul Debevec 2000) www.debevec.org

35. Recovering Reflectance
 Lightstage( 視点の変化への対応）
ディフューズ成分とスペキュラー成分の分離
（視点に変化に対して別々に変換）

36. Recovering Reflectance
 Lightstage( 変形への対応）
Tim Hawkins(2004)

37. Recovering Reflectance
 Lightstage( 映画での実装）
Mark Sager
「 Spider-Man2 」（ 2004)

38. Recovering Reflectance
 Reflectance の検証
Shree Nayar （ 2006 ）
“Fast Separation of Direct and Global Components of a Scene using High
Frequency Illumination”
http://www1.cs.columbia.edu/CAVE/projects/ separation/

39. Recovering Reflectance
 Reflectance の検証

40. Recovering Reflectance
 Hair Photobooth （ 2008 ）
http://people.csail.mit.edu/sparis/publi/2008/siggraphHair/
撮影画像を用いて髪の毛のジオメトリと質感を復元する。

41. Recovering Reflectance
 Hair Photobooth

42. Recovering Appearance
 Light Field Display （ Depth Illusion の効果）
Micro-lens Camera
Ren Ng(2005)

43. Recovering Appearance
 Light Field Display
Liquid Lens Array （ 2008 東大苗村研）
http://www.varioptic.com/en/index.php

44. Recovering Appearance
Depth Illusion
HDR Photo bubbles( 「 Speed Racer 」
（ 2008 ））

45. Recovering Appearance
 Depth Illusion

46. Recovering Reflectance
 Reflectance Field Display

47. Recovering Reflectance
 Reflectance Field Display
Ramesh Raskar(2008)
“Towards Passive 6D Reflectance Field Displays”

48. Image-based Lighting
 Image-Based Lighting
↓
 HDR 環境マップを用いた Global Illumination
↓
 Precomputed Radiance Transfer
（ Spherical Harmonics を用いた Lighting
/Rendering)

49. Subsurface Scattering
 Multi-Scattering in Hair
“Efficient Multiple Scattering in Hair Using Spherical Harmonics”(2008)