Master's Thesis

Multi-view Path Tracing

Final Thesis 16.5 MB

Author of thesis: Ing. Ondřej Áč

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Michal Vlnas

Reviewer: Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Abstract:

This thesis addresses the issue of photorealistic rendering methods in the context of multi-view rendering and their subsequent application in the generation of images used for viewing on 3D displays.
To achieve this goal, an adaptive multi-view path tracing algorithm is used, that aims to improve the convergence speed of the rendered scenes, based on a principle of reusing light paths, whose prefix is visible from multiple views. The thesis firstly describes the fundamental principles of the path tracing algorithm and its existing modifications for multi-view rendering. Next are presented the fundamental principles of the used multi-view rendering algorithm, along with its practical implementation as a plugin inside the Mitsuba 3 library. Lastly the results are evaluated, comparing the improvements in rendering speed and quality to other existing methods, along with a demonstration of outputs on 3D display.

Keywords:

path tracing, multi-view rendering, 3D display, Mitsuba

Date of defence

26.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných, např. ohledně vymezení 3D fotorealistického vykreslení oproti stávajícím řešením či možnosti využití jiného renderovacího jádra. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B - velmi dobře.

Topics for thesis defence

  1. Jaký je hlavní účel vaší práce? K čemu slouží a čemu pomůže?
  2. Jaké jsou vaše hlavní výsledky práce?
  3. Vysvětlete faktickou správnost rovnice 2.35 a dokažte, že je pravdivá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta informačních technologií

Department

Department of Computer Graphics and Multimedia

Study programme

Information Technology and Artificial Intelligence (MITAI)

Specialization

Computer Graphics and Interaction (NGRI)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c. (předseda)
prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (člen)
prof. RNDr. Alexandr Meduna, CSc. (člen)
doc. Ing. Michal Španěl, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Michal Vlnas

Celkově se jedná o perfektní práci. Student splnil zadání a ještě jej rozšířil o několik vylepšení (včetně uživ. rozhraní).  Implementovaný algoritmus byl oproti původnímu článku vylepšen a optimalizován na dané prostředí.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Cílem práce bylo implementovat algoritmus pro více-pohledové realistické zobrazování ve vědeckém prostředí Mitsuba Renderer. Zadání bych definoval jako značně obtížné, jelikož toto prostředí samo o sobě je velmi komplikované a současně i daný algoritmus (řešený dle vědeckého článku) je taktéž složitý. Výsledek byl navíc ještě optimalizován a testován pro 3D displeje typu Looking Glass. S celkovými výsledky jsem naprosto spokojen.
Aktivita při dokončování

Práce byla dokončena relativně na poslední chvíli, nicméně na kvalitě to dle mého názoru neubralo. Výslednou práci jsem několikrát viděl.
Publikační činnost, ocenění

-
Práce s literaturou

Student využil základní literaturu poskytnutou vedoucím a následně sám vyhledával další.
Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Student byl aktivní, svoji práci konzultoval (i když někdy celkem svérázným způsobem) a řešil vždy konkrétní problémy.
Points proposed by supervisor: 97

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Tomáš Milet, Ph.D.

Kvalitu práce hlavně snižuje její těžká pochopitelnost daná neschopností danou problematiku efektivně vysvětlit. Kusy textu využívají nevhodný způsob prezentace informací. Ač na povrchu práce vypadá hezky, prezentační schopnosti značně pokulhávají. Realizace je povedená, ale celkový dojem je spíše průměrný.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Body zadání jsou splněny.
Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Technická práce je v obvyklém rozsahu, avšak mnoho textů je nepoužitelných, neboť selhává efektivně, názorně, srozumitelně a stručně předat nějakou informaci.
Prezentační úroveň technické zprávy

Pochopitelnost práce není dobrá. Některé části jsou těžce pochopitelné a chybí využití aparátů pro lepší a názornější vysvětlení, zvláště obrázků a diagramů. Jiné části jsou nepochopitelné. Celkově nemá text dostatečnou kvalitu na to, aby sděli užitečnou informaci. Čtenář dostane jen mlhavý přehled o tématu, ale hlubší pochopení je velmi obtížné.

Další chyby:

  • Vysvětlování některých termínů je přerušeno vysvětlením jiného.
  • Zaměněné vysvětlení konstant.
  • Chyby v rovnicích (např. na konci stránky 5).
 40
Formální úprava technické zprávy

Práce obsahuje množství chyb, například:

  • Nesprávné využití budoucího času.
  • Bezobsažná slova.
  • Překlepy.
  • Nadbytečné čárky ve větách.
  • Chybějící čárky ve větách.
  • Jednořádkové odstavce.
  • Překlepy v rovnicích.
  • Nesprávný slovosled.
 70
Práce s literaturou

Práce využívá 22 vhodných zdrojů informací. Jejich využití však obsahuje několik kritických chyb.

  • Odkazy na zdroje informací jsou uvedeny pouze číslem. Není uveden autor, název zdroje nebo typ.
  • Chybí čísla stran a proto je u rozsáhlých zdrojů téměř nemožné najít citovanou informaci.
  • Číselné odkazy na zdroje informací jsou použity jako větné členy.
 70
Realizační výstup

Realizační výstup je odveden precizně. Zdrojové kódy jsou strukturované a rozdělené do podsložek.

 90
Využitelnost výsledků

Práce by mohla posloužít jako startovací můstek pro vývoj vícepohledového path-traceru pro holografické displeje.
Náročnost zadání

Evaluation level: obtížnější zadání

Zadání je obtížnější. Důvodem je práce s mnoha technologiemi, které jsou netriviálně propojeny.
Topics for thesis defence:
  1. Jaké jsou vaše hlavní výsledky práce?
  2. Jaký je hlavní účel vaší práce? K čemu slouží a čemu pomůže?
  3. Vysvětlete faktickou správnost rovnice 2.35 a dokažte, že je pravdivá.
Points proposed by reviewer: 70

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová