A Visibility-Aware Model for Pre-Filtering and Rendering Surfaces in Real-Time

We present a multiscale surface appearance representation and a rendering model that accounts for the subpixel visibility distribution. Starting from this model, we propose a method for pre-filtering detailed surfaces and their attributes. Our representation of the filtered attributes takes the correlation with their visibility into account. The masking and shadowing effects lost in geometric filtering of the surface can thus be recovered at rendering. This grants high visual quality of subpixel effects while ensuring a nearly constant per pixel computation complexity. Besides, accounting for subpixel occlusion naturally anti-aliases geometry. The computational model we propose has low memory and computational time requirements, and is thus well-suited for real-time rendering. Key-words: Computer Graphics Picture/Image Generation Three-Dimensional Graphics and Realism ha l-0 06 50 20 9, v er si on 2 12 D ec 2 01 1 Un modèle tenant compte de la visibilité pour préfiltrer et rendre des surfaces en temps-réel Résumé : Nous proposons une représentation et un modèle de rendu prenant en compte la distribution de visibilité sous-pixel. En partant de ce modèle, nous proposons une méthode pour préfiltrer les surfaces détaillées et leurs attributs. Notre représentation filtrée des attributs surfaciques tient compte de leur corrélation avec leur visibilité et permet de reconstruire, au moment du rendu, les effets de masquage et d’ombrage perdus dans le filtrage géométrique de la surface. Ceci permet une grande qualité visuelle des effets sous-pixel avec un seul échantillon par pixel. En outre, la prise en compte des occlusions sous-pixel antialiase naturellement la géométrie. Le modèle de calcul et l’implémentation proposés sont légers en terme de stockage mémoire et en temps de calcul et satisfont les exigences d’un rendu temps-réel. Mots-clés : Informatique Graphique Synthèse d’Images ha l-0 06 50 20 9, v er si on 2 12 D ec 2 01 1 A Visibility-Aware Model for Pre-Filtering and Rendering Surfaces in Real-Time 3