Ao sombrear um ponto em uma superfície opaca, você precisa coletar a luz recebida e ponderá-la com a função de distribuição de refletância bidirecional (BRDF) do material.
A abordagem ingênua é distribuir as amostras igualmente sobre o hemisfério e sondar todas as direções igualmente para receber luz. Isso é chamado de amostragem uniforme (Fig. 1). Embora isso funcione na maioria dos casos, pode levar muito tempo para convergir para o resultado correto.
Figura 1: Amostra uniforme no hemisfério
Para acelerar as coisas, vamos considerar as propriedades da superfície em questão. Uma superfície difusa precisa levar em consideração a luz de todas as direções do hemisfério, onde a luz proveniente de ângulos planos tem menos influência. Um espelho perfeito precisa apenas de uma única direção, de acordo com a lei da reflexão. A amostragem de importância leva isso em consideração e distribui amostras onde a luz deve ter uma influência maior, a julgar pelo BRDF. Para a superfície difusa, uma amostragem de cosseno seria usada (Fig. 2), resultando em menos amostras em ângulos planos que, presumivelmente, têm menor influência. Para o espelho perfeito, apenas um único raio é disparado, porque todas as outras direções têm zero influência de qualquer maneira.
Figura 2: Amostragem de cosseno no hemisfério
Agora, o BRDF não é a única coisa que pode ser levada em consideração. Quando você conhece fontes de luz com forte intensidade, muitas vezes é desejável direcionar mais raios para essas fontes de luz, pois essas direções provavelmente têm um impacto maior no resultado (ou seja, há mais luz vindo dessas direções). A idéia de combinar várias estratégias de amostragem de importância diferente em uma é chamada de amostragem de importância múltipla . Essa técnica não se limita ao exemplo dado de luzes conhecidas de BRDF +, mas pode ser usada com qualquer tipo de heurística sensível que você possa criar.
As imagens foram geradas usando os Pontos Hammersley de Holger Dammertz no Hemisfério .
