Real Time Depth Sorting of Transparent Fragments

• Main Author: Lewenhaupt, Axel
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) 2019
• Subjects: Computer graphics; transparency; realtime; 3D; rendering; Datorgrafik; transparens; realtid; Computer Sciences; Datavetenskap (datalogi)
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-241242

Using transparency is an important technique for modelling partial coverage in computer graphics and is used for a variety of effects such as hair, fur, glass, smoke and particle effects. Replacing the per object sorting as the dominant algorithm used in real time 3D engines with anew algorithm with less rendering artifacts could let artists use more transparency and effects in their scenes. This thesis evaluates two algorithms as a possible replacement to the per object sorting algorithm, the per pixel linked list and the weighted blended order-independent transparency (WBOIT) in a visual comparison and a performance evaluation. The results shows that neither of the algorithms are suitable as replacement as a unified and general transparency algorithm but there are cases where the algorithms can be used as a replacement. The per pixel linked list has good visual quality but lacks in performance and can be used in limited scope such as hair renderings. The WBOIT algorithm has good performance but the approximation used can give noticeable errors in color when there is a large difference in depth between transparent objects. === I datorgrafik är transparens en viktig teknik för att efterlikna partiell blockering och används i ett flertal områden, så som rendering av hår, päls, glas, rök och partikeleffekter. Om det går att ersätta per objekt-sortering som den mest använda algoritmen i realtidsmotorer för 3D med en ny algoritm med färre renderingsfel blir det möjligt för 3D-designersatt använda mer genomskinlighet och effekter i sina scener. I den här rapporten utvärderas och jämförs två algoritmer, per pixel linked lists och weighted blended order-independent transparency mot per objektsortering i en visuell- och prestandautvärdering. Implementeringen är gjort i spelmotorn Stingray. Resultaten visar att ingen av algoritmerna är en värdig kandidat föratt användas som en universell och generell transparensalgoritm men det finns tillfällen där deras styrkor kan användas. Per pixel linked lists håller en hög visuell kvalité men har inte tillräckligt bra prestanda och kan därför endast användas för mindre områden, så som hårrendering. Weighted blended order-independent transparency har istället bra prestanda men kan skapa påtagliga visuella fel när det är stora skillnader i djup mellan objekt.