重要性抽样和多重重要性抽样之间有什么区别？

我听不懂数学方程式。我是平面设计师。

• 什么是“重要性抽样”？

• 什么是“多重重要性抽样”？

您可以使用插图而不使用数学方程式轻松地进行解释吗？“重要性抽样”和“多重重要性抽样”之间有什么区别？

在不透明表面上为点着色时，需要收集入射光并使用材料的双向反射率分布函数（BRDF）对其加权。

天真的方法是将样本均匀地分布在半球上，并均匀地探测所有方向的入射光。这称为统一采样（图1）。尽管这在大多数情况下可行，但可能需要很长时间才能收敛到正确的结果。

图1：半球上的均匀采样

为了加快处理速度，让我们考虑所讨论曲面的属性。漫射表面需要考虑半球各个方向的光线，其中来自平角的光线影响较小。根据反射定律，一面完美的镜子只需要一个方向。根据BRDF的判断，重要采样会考虑到这一点，并在预期光线会产生更大影响的情况下分配样本。对于漫射表面，将使用余弦采样（图2），从而减少了在较小角度下可能具有较小影响的平角采样。对于完美的反射镜，由于所有其他方向的影响始终为零，因此仅拍摄单一光线。

图2：半球余弦采样

现在，BRDF并不是唯一可以考虑的问题。当您知道强度高的光源时，通常希望将更多的光线指向这些光源，因为这些方向可能对结果产生更大的影响（即，有更多的光线来自这些方向）。将各种不同重要性抽样策略组合在一起的想法被称为多重重要性抽样。该技术不仅限于给定的BRDF +已知灯光示例，还可以与您可以想到的任何明智的启发式方法一起使用。

图像是使用Holger Dammertz 在半球上的Hammersley点生成的。