Representación imparcial

En gráficos por computadora , el renderizado imparcial o fotorrealista son técnicas de renderizado que evitan errores sistemáticos, o sesgo estadístico , al calcular la radiancia de una imagen . El sesgo en este contexto se refiere a imprecisiones como luz más tenue o la falta de efectos como sombras suaves, causadas por aproximaciones. Los métodos imparciales, como el trazado de rayos y sus derivados, simulan la iluminación y el sombreado del mundo real con total precisión física. Por el contrario, los métodos sesgados, incluido el trazado de rayos tradicional , sacrifican la precisión por la velocidad al usar aproximaciones que introducen errores, a menudo vistos como desenfoque. ^{[ 1 ]} Este desenfoque reduce la varianza (ruido aleatorio) al promediar las muestras de luz, lo que permite un cálculo más rápido con menos muestras necesarias para una imagen nítida. ^{[ 2 ]}

En términos matemáticos, el valor esperado (E) de un estimador insesgado es la media poblacional , independientemente del número de observaciones. Los errores en una imagen producida por renderizado insesgado se deben a la varianza estadística aleatoria , que aparece como ruido de alta frecuencia . La varianza en este contexto disminuye en n (la desviación estándar disminuye en n) para n puntos de datos. ^{[ 3 ]} En consecuencia, se requieren cuatro veces más datos para reducir a la mitad la desviación estándar del error, lo que hace que el renderizado insesgado sea menos adecuado para aplicaciones interactivas o en tiempo real . Una imagen que aparece sin ruido y suave de un renderizador insesgado es probabilísticamente correcta.

Una técnica imparcial, como el trazado de rayos, no puede considerar todas las posibles trayectorias de luz debido a su número infinito . Puede que no seleccione las trayectorias ideales para una renderización determinada , ya que esto introduciría sesgos. Por ejemplo, el trazado de rayos tiene dificultades con las cáusticas de una fuente de luz puntual porque es improbable que genere aleatoriamente la trayectoria exacta necesaria para una reflexión precisa . ^{[ 4 ]}

Por otro lado, el mapeo progresivo de fotones (PPM), una técnica sesgada, maneja eficazmente las cáusticas. Si bien es sesgada, la PPM es consistente, lo que significa que a medida que el número de muestras tiende a infinito, el error de sesgo se aproxima a cero y la probabilidad de que la estimación sea correcta alcanza la unidad.

• trazado de rutas
• Trazado de trayectorias bidireccional
• Transporte de luz metropolitana y el relacionado "trazado de ruta de redistribución de energía" (ESPT) ^{[ 5 ]}

• Arión
• Arnold ^{[ 3 ]}
• Ciclos
• Kerkythea
• LuxRender
• Mantra
• Renderizado de Maxwell
• Renderizado de Octane
• Render de Fstorm (enlace externo)

• Iluminación global (IG)
• Renderizado basado en la física (PBR)
• Renderizado no fotorrealista (NPR)