BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//TUC//Events//EN CALSCALE:GREGORIAN BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Athens TZNAME:EEST DTSTART:19700329T030000 RRULE:FREQ=YEARLY;BYDAY=-1SU;BYMONTH=3 BEGIN:STANDARD TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0300 TZNAME:EET DTSTART:19701025T040000 RRULE:FREQ=YEARLY;BYDAY=-1SU;BYMONTH=10 END:STANDARD END:VTIMEZONE BEGIN:VEVENT CREATED:20250211T081810Z LAST-MODIFIED:20250211T081810Z DTSTAMP:20260719T215149Z UID:1784487109@tuc.gr SUMMARY:Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας κ. Δημητρίου Νικολαΐδη - Σχολή ΗΜΜΥ LOCATION: DESCRIPTION:https://www.ece.tuc.gr/el/katalogos- ekdiloseon?tx_tucevents2_tuceventsdi splay%5Baction%5D=show&tx_tucevents2 _tuceventsdisplay%5Bcontroller%5D=Ev ent&tx_tucevents2_tuceventsdisplay%5 Bevent%5D=7525&cHash=b5129af7d70a6c3 7dcc97c3ce1236722\nΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗ Σ\n Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών\n Πρόγραμμα Π ροπτυχιακών Σπουδών\n ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠ ΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ\n Δημητρίου Νικολ αΐδη\n με θέμα\n Αλγόριθμοι Φωτισμού σε Πραγματικό Χρόνο αξιοποιώντας Τε χνικές Υβριδικής και μη Υβριδικής Απ εικόνισης\n Hybrid and Non-Hybrid Re ndering for Diffuse Global Illuminat ion in Real-Time Applications\n Εξετ αστική Επιτροπή\n Καθηγήτρια Αικατερ ίνη Μανιά (επιβλέπουσα)\n Καθηγητής Αντώνιος Δεληγιαννάκης\n Αναπληρωτής Καθηγητής Βασίλειος Σαμολαδάς\n Περ ίληψη\n Τα γραφικά και οι τεχνικές α πεικόνισης σε πραγματικό χρόνο έχουν εξελιχθεί πιέζοντας τα όρια της ρεα λιστικής απεικόνισης. Ένα από τα πιο κρίσιμα στοιχεία για την επίτευξη ρ εαλιστικών εικόνων είναι ο φωτισμός και συγκεκριμένα ο διάχυτος φωτισμός . Η προσομοίωση του διάχυτου φωτισμο ύ μίας σκηνής με ακρίβεια συμβάλλει σημαντικά στην ποιότητα της απεικόνι σης της και προσδίδει φωτορεαλισμό σ το τελικό αποτέλεσμα. Η χρήση τεχνικ ών ray και path tracing συνηθίζεται για την ακριβή προσομοίωση του φωτός και επίτευξη εφέ φωτισμού. Οι εξελί ξεις στην αρχιτεκτονική καρτών γραφι κών έχουν εισάγει την δυνατότητα επι τάχυνσης ray-tracing και την χρήση τ ης σε εφαρμογές πραγματικού χρόνου. Από τις εξελίξεις αυτές προέκυψε μια καινούργια κατηγορία τεχνικών απεικ όνισης που αποκαλούνται υβριδικές τε χνικές. Αυτές οι τεχνικές συνδυάζουν κλασσικές τεχνικές resterization κα ι ray-tracing για την ταχεία απεικόν ιση μιας σκηνής με υψηλά επίπεδα ρεα λισμού.\n Μέσω αυτής της διπλωματική ς σκοπό έχουμε να μελετήσουμε την υβ ριδική και μη-υβριδική απεικόνιση γι α παραγωγή ολικού φωτισμού. Αυτό επι τεύχθηκε με την υλοποίηση ενός υβριδ ικού renderer με την χρήση του Vulka n API. Για την απόδοση του διάχυτου φωτισμού της σκηνής έγινε χρήση της τεχνικής Dynamic Diffuse Global Illu mination (DDGI). Αυτή είναι μια τεχν ική που διαιρεί τον χώρο σε τμήματα και χρησιμοποιεί σφαίρες σε κάθε τμή μα του χώρου για την συλλογή ορατής ακτινοβολίας και την ορατότητα σημεί ων στον χώρο. Με αυτό τον τρόπο μπορ εί να παράγει διάχυτο φωτισμό σε περ ίπλοκες σκηνές αντιδρώντας σε αλλαγέ ς και διατηρώντας υψηλές επιδόσεις. Παράλληλα με αυτή την τεχνική υλοποι ήθηκαν τεχνικές όπως deferred render ing, variance shadow mapping, και sc reen space ambient occlusion (SSAO) για την απόδοση σκιών, και σκίαση απ ό τον περιβάλλοντα χώρο.\n Για την ο ρθή αξιολόγηση των αποτελεσμάτων του υβριδικού renderer υλοποιήθηκε ένας path-tracer, μη-υβριδικός renderer αξιοποιώντας την ίδια αναπαράσταση γ ια την σκηνή και το Vulkan API. Αυτό μας επιτρέπει να συγκρίνουμε απευθε ίας τα οπτικά αποτελέσματα των δύο r enderer. Συγκρίνουμε τα αποτελέσματα , τόσο τα οπτικά όσο και τον χρόνο ε κτέλεσης, με εκείνα του path-tracer και αναλύουμε μετρικές όπως τον χρόν ο ανά frame, και τον δείκτη structur ed similarity index (SSIM). Η ανάλυσ η αυτών των αποτελεσμάτων δείχνει ότ ι αυτή η υλοποίηση ενός υβριδικού re nderer παράγει διάχυτο φωτισμό σε πρ αγματικό χρόνο, τα οπτικά αποτελέσμα τα του οποίου είναι συγκρίσιμα αυτά του path tracer, έχοντας ταυτόχρονα περιορισμένα οπτικά λάθη. Τα αποτελέ σματα μας δείχνουν πως αυτή η υλοποί ηση υβριδικού renderer έχει την δυνα τότητα να ανταποκριθεί στις απαιτήσε ις των εφαρμογών πραγματικού χρόνου στην παραγωγή διάχυτου φωτισμού.\n A bstract \n In the past decades, adva nces in real-time graphics have push ed the limit of realistic rendering. One of the most critical elements i n achieving visual realism is lighti ng, specifically global illumination (GI). When correctly modeled, indir ect light in a scene significantly c ontributes to enhancing rendering fi delity and realism. Ray and path tra cing techniques are a standard way f or accurately modeling light transpo rt and in producing lighting effects . Recent GPU architectures have intr oduced hardware-accelerated ray-trac ing features, making ray-tracing in real-time applications viable. This has given rise to the popularity of a new class of rendering approach kn own as hybrid rendering. These techn iques combine traditional rasterizat ion and hardware-accelerated ray tra cing to balance speed and realism.\n In this thesis, we aim to study hyb rid and non-hybrid rendering in glob al illumination. This was achieved b y first implementing a hybrid render er using the Vulkan API. The rendere r leverages the Dynamic Diffuse Glob al Illumination (DDGI) technique to generate global illumination. This h ybrid technique discretizes a scene with robes and collects radiance and visibility using ray tracing and ra sterization. In this way, it can han dle complex scenes and lighting chan ges while maintaining interactive pe rformance. Deferred rendering, varia nce shadow mapping, and screen space ambient occlusion (SSAO) were imple mented for this renderer to produce effects like shadows, ambient occlus ion, and direct illumination.\n A pa th-traced non-hybrid renderer was al so implemented to provide a baseline for evaluation using the same scene representation and the Vulkan API. This allows for a direct visual comp arison of the hybrid renderer’s resu lts. We compared the performance and visual fidelity of the hybrid rende rer with the path tracer by analyzin g visual results and metrics such as frame time (ms) and structural simi larity index (SSIM). Our analysis of these results shows that this imple mentation of a hybrid renderer can p roduce global illumination in real-t ime. These results are comparable to those of the path tracers, while pr oducing minimal visual artifacts. Th e findings underscore this hybrid re nderer’s potential to generate globa l illumination in interactive applic ations and to produce photorealistic results.\n STATUS:CONFIRMED ORGANIZER;RSVP=FALSE;CN=TUC;CUTYPE=TUC:mailto:webmaster@tuc.gr DTSTART:20250218T100000 DTEND:20250218T110000 TRANSP:OPAQUE CLASS:DEFAULT END:VEVENT END:VCALENDAR