nach oben

Journal of Visualization

Erschienen in:

10.06.2016 | Regular Paper

Massively parallel inverse rendering using Multi-objective Particle Swarm Optimization

verfasst von: Koki Nagano , Thomas Collins, Chi-An Chen, Aiichiro Nakano

Erschienen in: Journal of Visualization | Ausgabe 2/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config

KI-gestützte Suche

Aus

Abstract

We present a novel GPU-accelerated per-pixel inverse rendering optimization algorithm based on Particle Swarm Optimization (PSO). Our algorithm estimates the per-pixel scene attributes—including reflectance properties—of a 3D model, and is fast enough to do in situ visualization of the optimization in real-time. The algorithm’s high parallel efficiency is demonstrated through our GPU/GLSL shader implementation of the method. IRPSO is validated experimentally on simulated ground truth images, while a suite of tests performed on the University of Southern California’s High Performance Computing Center cluster provides strong evidence that our method can scale to larger, more difficult inverse rendering problems.

Graphical abstract

Vorheriger Artikel Spatial–temporal visualization of city-wide crowd movement

Nächster Artikel Module-based visualization of large-scale graph network data

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 102.000 Bücher
über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Maschinenbau + Werkstoffe
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Finance + Banking
Management + Führung
Marketing + Vertrieb
Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

über 67.000 Bücher
über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

Automobil + Motoren
Bauwesen + Immobilien
Business IT + Informatik
Elektrotechnik + Elektronik
Energie + Nachhaltigkeit
Maschinenbau + Werkstoffe

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Chow CK, Tsui HT (2004) Autonomous agent response learning by a multi-species particle swarm optimization. In: IEEE CEC2004 congress on evolutionary computation, 2004, vol 1, pp 778–785

Cook RL, Torrance KE (1982) A reflectance model for computer graphics. ACM TOG 1(1):7–24CrossRef

Debevec PE, Taylor CJ, Malik J (1996) Modeling and rendering architecture from photographs: a hybrid geometry- and image-based approach. In: Proceedings of SIGGRAPH 96, computer graphics proceedings, annual conference series, pp 11–20

Donner C, Weyrich T, d’Eon E, Ramamoorthi R, Rusinkiewicz S (2008) A layered, heterogeneous reflectance model for acquiring and rendering human skin. In: ACM TOG (Proceedings of SIGGRAPH Asia)

Eberhart R, Kennedy J (1995) A new optimizer using particle swarm theory. In: Proceedings of the sixth international symposium on micro machine and human science, 1995, MHS ’95, pp 39–43. doi:10.1109/MHS.1995.494215

Ghosh A, Fyffe G, Tunwattanapong B, Busch J, Yu X, Debevec P (2011) Multiview face capture using polarized spherical gradient illumination. In: Proceedings of the 2011 SIGGRAPH Asia conference, SA ’11. ACM, New York, pp 129:1–129:10. doi:10.1145/2024156.2024163

Graham P, Tunwattanapong B, Busch J, Yu X, Jones A, Debevec P, Ghosh A (2013) Measurement-based synthesis of facial microgeometry. Comput Graphics Forum 32(2pt3):335–344. doi:10.1111/cgf.12053

Marschner S (1998) Inverse rendering for computer graphics. Ph.D. thesis, Cornell University

Nagano K, Collins T, Chen CA, Nakano A (2015) GPU-based inverse rendering with multi-objective particle swarm optimization. In: SIGGRAPH Asia 2015 visualization in high performance computing, SA ’15. ACM, New York, pp 8:1–8:4. doi:10.1145/2818517.2818523

Parsopoulos KE, Vrahatis MN (2004) On the computation of all global minimizers through particle swarm optimization. IEEE Trans Evol Comput 8(3):211–224CrossRef

Parsopoulos KE, Vrahatis MN (2008) Multi-objective particles swarm optimization approaches. In: Thu Bui L, Alam S (eds) Multi-objective optimization in computational intelligence: theory and practice. IGI Global, Hershey, pp 20–42

Poli R (2008) Analysis of the publications on the applications of particle swarm optimisation. J Artif Evol App 4:1–4:10. doi:10.1155/2008/685175

Ramamoorthi R, Hanrahan P (2001) A signal-processing framework for inverse rendering. In: Proceedings of the 28th annual conference on computer graphics and interactive techniques, SIGGRAPH ’01. ACM, New York, pp 117–128. doi:10.1145/383259.383271

Sun J, Lai C, Wu X (2011) Particle swarm optimisation: classical and quantum perspectives. Chapman & Hall, London

Weyrich T, Matusik W, Pfister H, Bickel B, Donner C, Tu C, McAndless J, Lee J, Ngan A, Jensen HW, Gross M (2006) Analysis of human faces using a measurement-based skin reflectance model. ACM Trans Graph 25(3):1013–1024CrossRef

Yu Y, Debevec P, Malik J, Hawkins T (1999) Inverse global illumination: recovering reflectance models of real scenes from photographs. In: SIGGRAPH ’99, pp 215–224

Titel: Massively parallel inverse rendering using Multi-objective Particle Swarm Optimization
verfasst von: Koki Nagano
Thomas Collins
Chi-An Chen
Aiichiro Nakano
Publikationsdatum: 10.06.2016
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in: Journal of Visualization / Ausgabe 2/2017
Print ISSN: 1343-8875
Elektronische ISSN: 1875-8975
DOI: https://doi.org/10.1007/s12650-016-0369-3

Springer Professional

Abstract

Graphical abstract

Bitte loggen Sie sich ein, um Zugang zu Ihrer Lizenz zu erhalten.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Springer Professional "Wirtschaft"

Springer Professional "Technik"

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2017

Experimental investigation of the effect of control rod guide tubes on the breakup of a molten metal jet in the lower plenum of a boiling water reactor under isothermal conditions

Drag-reducing underbody flow of a heavy vehicle with side skirts

Flow visualization of simple pipe and channel flows obtained by MRI time-slip method

The flow separation delay in the boundary layer by induced vortices

Quantitative visualization of swirl and cloud bubbles in Taylor–Couette flow

Visualization of steam injection into homogeneous porous media