CS7650 : Realistic Image Synthesis

Homework # 1  Monte Carlo Sum

Unstratified random sampling

 10.457

Stratified random sampling

 0.26416

Unstratified importance sampling

 1.7231

Stratified importance sampling

 1.6449

Exact sum

 1.6448

 

 

Homework # 2  Monte Carlo Integration

Unstratified random sampling

 1.3503054

Stratified random sampling

 1.3328363

Stratified importance sampling with PDF proportional to x^2

 1.1634665

Stratified importance sampling with PDF proportional to (PI/2-x)^2

 1.0998637

Stratified importance sampling with PDF proportional to 0.5*x^2+ 0.5*(PI/2-x)^2

 1.1979541

Exact value

 1.3333333

 

Homework # 3 Macbeth Color Checker

(Row,Column)

x

y
1,1 0.427205 0.360991
1,2 0.401716 0.354877
1,3 0.274204 0.280373
1,4 0.274204 0.440283
1,5 0.288462 0.262665
1,6 0.283362 0.366676
2,1 0.523959 0.390749
2,2 0.22618 0.201618
2,3 0.476641 0.313956
2,4 0.302444 0.214837
2,5 0.404866 0.486683
2,6 0.501126 0.425645
3,1 0.201939 0.156277
3,2 0.324312 0.488585
3,3 0.317657 0.317657
3,4 0.465521 0.465521
3,5 0.248116 0.248116
3,6 0.208378 0.286982
4,1 0.3334 0.335491
4,2 0.332587 0.333095
4,3 0.333329 0.333096
4,4 0.33322 0.334311
4,5 0.334311 0.332412
4,6 0.334908 0.330628

 

Homework # 4 Macbeth color checker image (samples per pixel 1000)






Homework # 5 Cornell Box
Samples per pixel  :  5000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2
                                                                                         

Homework # 6 BRDF Model
Samples per pixel  :  5000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                                                  

                                                       Ward BRDF model:                                                     Ward BRDF model:
                                                          ALPHA_U = 0.1, ALPHA_V = 1.0                                 Top Left : ALPHA_U =0.5 , ALPHA_V = 5.0
                                                                                                                                       Top Right : ALPHA_U = 0.5 , ALPHA_V =1.0
                                                                                                                                       Bottom left : ALPHA_U = 0.1, ALPHA_V =5.0
                                                                                                                                       Bottom Right : ALPHA_U = 0.1, ALPHA_V =1.0

Homework # 7 Mixture Density
Samples per pixel  :  1000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                                   

                                    Only Uniform sampling                                            Only BRDF sampling                                            Only Light sampling

                                                                  

                                                                                                   
                                                                                                    All samplings weighted by 1/3 each

Homework # 8 Uniform Scattering & absorption
Samples per pixel  :  3000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                      

         Sigma_s = 0.001, Sigma_a = 0.000001                    Sigma_s = 0.005, Sigma_a = 0.0                  For Sphere, sigma_s = 0.0, sigma_a = 0.01


Homework # 9 Rayleigh Scattering
Samples per pixel  :  3000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                               

                                    Entire room is filled with Rayleigh                             Entire room is filled with Rayleigh   
                                    Scattering material, so Sigma_s for                             Scattering material, with light source
                                     red comes out to be far less than                              on the back wall, so Sigma_s for red 
                                    Sigma_s for blue.                                                      is enough for rays from the back wall
                                                                                                                   to reach the camera while  blue rays
                                                                                                                   get scattered on the way.

                                                                                                                                                                                                                                      

Homework # 10 Subsurface Scattering
Samples per pixel  :  5000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                                                                                                                 

<>                                   The  sphere is a dielectric filled with                           Top Left : eta of dielectric  = 1.0, Sigma_s  = 0.01, Sigma_a = 0.007       
                                   scattering material with sigma_s = 0.1                          Top Right : eta of dielectric = 2.0,  Sigma_s  = 0.01, Sigma_a = 0.007                                  
                                   and sigma_a = 0.01                                                      Bottom Left :  eta of dielectric  = 0.5, Sigma_s  = 0.01, Sigma_a = 0.007
                                                                                                                    Bottom Right :  eta of dielectric  = 1.5, Sigma_s  = 0.01, Sigma_a = 0.007         


Homework # 11 Dielectrics
Samples per pixel  :  5000
Resolution : 256 X 256
Gamma Correction : 2.2

                                                                                 

                                                                                            Top Left : eta = 0.0
                                                                                            Top Right : eta = 2.0
                                                                                            Bottom left : eta = 0.5
                                                                                            Bottom Right : eta = 1.5


Homework # 11 Final Image
Gamma Correction : 2.2

<>                                                                           
                                                                              Samples per pixel  :  2000
                                                                              Resolution : 300 X 300
                                                                              The refractive indices of the spheres varies
                                                                              from 1.0 to 2.0 for the bluish sphere and
                                                                              from 2.0 to 1.0 for the reddish sphere. The
                                                                              surfaces are all Lambertian and the dark
                                                                              stripes on the left wall are dielectric with
                                                                              refractive index 2.3

                                                                                                                                                              
                                                                               Samples per pixel  :  5000
                                                                               Resolution : 300 X 300          
                                                                               Same image with tiles on the front wall as
                                                                               well as the back wall(as can be seen in the
                                                                               mirror too), along with a mirror at the back
                                                                               wall too .