Rendu d'approximation par morceaux des SDF par intersections analytiques

Les champs de distance signés (SDF) ont émergé comme une représentation alternative des formes pour la détection de collision en temps réel et les effets d'éclairage. Le calcul de ceux-ci pour des modèles complexes peut être coûteux, donc une approche populaire consiste à préparer une approximation via l'échantillonnage et l'interpolation. Ensuite, ceux-ci peuvent être rendus en utilisant le marching des sphères, qui s'approche rapidement de la surface, mais nécessite plusieurs itérations pour y converger. Dans cet article, nous proposons une alternative qui calcule l'intersection d'un rayon donné et de la surface analytiquement dans une bande étroite. Cela peut être combiné avec d'autres améliorations comme avoir une erreur variable pour l'approximation en fonction de la distance à la surface et sauter les régions qui ne contiennent pas la surface pour accélérer le parcours du rayon le long de la bande extérieure tout en réduisant la mémoire requise. Pour obtenir des représentations plus fluides avec un coût computationnel minimal, nous proposons une méthode pour calculer les intersections de surface et les normales à partir d'interpolants séparés. Nous évaluons toutes ces méthodes pour trouver la combinaison optimale améliorant les performances de rendu et la consommation de mémoire de ces approximations SDF.