Непредвзятый рендеринг в компьютерной графике относится к методам, которые избегают систематических ошибок или предвзятости в аппроксимации яркости изображения . Этот термин конкретно относится к статистическому предвзятости , а не субъективной предвзятости. Непредвзятый рендеринг направлен на максимально точное воспроизведение реального освещения и затенения без сокращений. Трассировка пути и ее производные являются примерами непредвзятых методов, тогда как традиционные методы трассировки лучей , как правило, предвзяты. [1]
В математических терминах ожидаемое значение (E) несмещенной оценки является средним значением популяции , независимо от количества наблюдений. Ошибки в изображении, полученном с помощью несмещенной визуализации, обусловлены случайной статистической дисперсией , которая проявляется как высокочастотный шум. Дисперсия в этом контексте уменьшается на n (стандартное отклонение уменьшается на n) для n точек данных. [2] Следовательно, для уменьшения стандартного отклонения ошибки вдвое требуется в четыре раза больше данных , что делает несмещенную визуализацию менее подходящей для приложений реального времени или интерактивных приложений. Изображение, которое выглядит бесшумным и гладким с помощью несмещенной визуализации, является вероятностно правильным.
Метод смещенного рендеринга все еще может производить изображения, близкие к желаемому результату, но вносит определенное количество ошибок (часто видимых как размытие) для уменьшения дисперсии (шума). Эти методы обычно оптимизируются для более быстрых вычислений за счет некоторой точности. [3]
Непредвзятая техника, такая как трассировка пути, не может учитывать все возможные пути света из-за их бесконечного числа. Она не может выбрать идеальные пути для заданного рендера , так как это внесло бы предвзятость. Например, трассировка пути борется с каустикой от точечного источника света, потому что она вряд ли будет случайным образом генерировать точный путь, необходимый для точного отражения . [4]
С другой стороны, прогрессивное картирование фотонов (PPM), смещенная техника, эффективно обрабатывает каустики. Несмотря на смещение, PPM является последовательным, что означает, что по мере увеличения числа образцов до бесконечности ошибка смещения стремится к нулю, а вероятность того, что оценка верна, достигает единицы.