光线追踪谐波函数

主要观点:介绍了一种用于可视化由调和函数编码的表面的新方法——哈纳克追踪(Harnack tracing),它类似于用于可视化由有符号距离函数(SDFs)编码的表面的球体追踪,能在视觉计算中开辟新的可能性。
关键信息

  • 起始点类似球体追踪,利用调和函数增长的保守哈纳克边界开发算法。
  • 比朴素的光线行进步骤大,避免通用根查找方法的数值问题,只需在每步进行函数的逐点评估。
  • 可用于多种场景,如从点云或多边形汤直接可视化光滑表面,可视化非平面多边形、建筑几何表面、网格“外骨骼”以及数学对象等。
  • 部分示例在[ShaderToy]中实现,包括黎曼曲面、非平面多边形、点云重建、螺旋面、超球面谐波等。
    重要细节
  • 作者为 Denise Yang(卡内基梅隆大学 & Pixar Animation Studios)等。
  • 相关论文发表在《ACM Trans. Graph.》2024 年第 43 卷第 4 期,DOI: 10.1145/3658201。
  • 感谢多人帮助,部分图基于最后一位作者的插图,工作得到 NSF CAREER Award、NSF Award 等资助。
  • 非平面多边形定义可应用于有孔或打结边界等困难情况。展示了从点云可视化插值表面、从稀疏“外骨骼”可视化插值表面、从有缺陷的表面网格可视化修复表面以及用哈纳克追踪可视化建筑网格壳等示例。
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