資訊工程學系
Permanent URI for this communityhttp://rportal.lib.ntnu.edu.tw/handle/20.500.12235/60
本系前身「資訊教育學系」成立於民國七十四年，首先招收大學部學生，民國九十年成立資訊工程研究所碩士班，而後於民國九十五年進行系、所調整合併為「資訊工程學系」；並於九十六年成立博士班。本系目前每年約招收大學部四十餘人，碩士班六十餘人，博士班約五人，截至民國一百零四年十一月止，總計現有大學部一百九十多人，碩士班一百二十多人，博士班二十三人，合計學生人數約為三百三十多位。
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Item 卷積神經網路降噪技術加速全域照明之探討(2019) 杜宜家; Tu, Yi-Chia近年GPU硬體技術進步，光線追蹤即時繪製有了開端，在複雜的場景繪製效能仍然有限，因此本論文將使用人工智慧輔助路徑追蹤，以卷積神經網路降噪技術代替部分的路徑追蹤計算，加速全域照明場景的產生。 蒙地卡羅方法高頻率取樣，會耗費相當高的時間成本在計算上，透過路徑追蹤低取樣頻率產生的影像，以人工智慧的方法去除蒙地卡羅方法產生的雜訊，提升影像品質。 論文中主要探討降噪技術，透過調整卷積神經網路結構，達到降噪效果，並保持一定程度的穩定性，與不同的場景變換之下廣泛的適用性，比較預測結果與實際場景影像的差異，討論即時降噪光線追蹤遇到的問題與未來趨勢。Item 使用OpenCL實現具備全域照明的互動式光跡追蹤(2012) 顏嘉緯光跡追蹤（ray tracing）運用於電腦圖學領域可以追溯到 1980 年代，然而，直到 GPU（graphics processing unit）的出現才讓光跡追蹤得以達到真正即時（real-time）的水準。 本論文嘗試利用開放計算語言（Open Computing Language），在 GPU 平台上實現一個具備互動（interactive）或即時、全域照明（global illumination）與跨平台（cross-platform）特性的光跡追蹤渲染系統（rendering system）。採用的資料結構與演算法取自目前現有的成果，包括學術論文、書籍中提出的方法以及各種可取得的資源；渲染的對象著重在靜態場景（static scene），並使用 kd-tree 加速結構；論文的內容則強調實作上的細節，包括主要光線（primary ray）與次要光線（secondary ray）的追蹤。 最後，將渲染系統加以延伸，使之能夠模擬全域照明的效果。此外，為了明瞭 OpenCL 跨平台的支援狀況，實際在各種平台 — CPU 與 GPU 上運行。Item 使用OpenCL實現多光源方法之全局照明的光跡追蹤(2014) 江庭瑋; Ting-Wei Chiang本論文之主要目的為在OpenCL平台上實現多光源方法。在圖學領域中，對於如何渲染出擬真畫面的議題一直都有產出相當數量的研究與論文，其中在針對照明方面，可以分成直接照明與全局照明，本研究中所使用的多光源方法即屬於後者，其為全局照明的計算提供了統一的數學框架，在生成虛擬點光源與計算顏色兩步驟皆有可被平行處理的特性，因而建立了我們在OpenCL平台上實行多光源方法的想法。選擇多光源方法除了因為其演算法方便使用者調整虛擬點光源的數量，以達到所需的圖像品質與效能，也因為此方法能適用於各種燈光、材質與複雜模型上，再加上時間成本的可預測性和可靠性，讓多光源方法已成為渲染大規模場景的選擇之一。 本研究針對多光源方法的兩個步驟做平行化，第一個步驟為生成虛擬點光源，即由光源朝向場景中任意方向發射粒子，並透過演算法決定是否在擊中點創建虛擬點光源；第二個步驟為計算顏色，即以像素為平行化單位，透過疊加每個虛擬點光源進行光跡追蹤所計算出的顏色，得到最後的渲染結果。 本研究所渲染的對象為靜態場景，利用OpenCL能夠在異質系統架構中平行且良好地運作的特性，在現今常用的裝置架構下實現多光源方法。我們將傳統多光源方法與光跡追蹤演算法進行改良，實作出具全局照明效果的OpenCL光跡追蹤器。Item 針對蒙地卡羅路徑追蹤鏡面反射之路徑重複使用方法(2016) 唐昌宇; Tang, Chang-Yu物理性質影像生成致力於產生逼真的影像，此技術被廣泛運用在許多產業之中，例如：電影產業中的電腦特效、建築與設計業中的3D模型預視；當然，還有電玩產業中的3D畫面。 光線的資訊在現實世界中是無限的，所以我們必須透過採樣的方式來進行估測。處理全域照明（Global Illumination）的方法，對於產生的影像是否看起來真實佔了很重要的腳色，不同的採樣方法會對場景的呈現產生不同的結果。雙向路徑追蹤（Bidirectional Path Tracing）是基於蒙地卡羅路徑追蹤（Monte Carlo Path Tracing）的許多方法之一，為一種對於場景運算可以快速收斂的方法；然而，因為先天上的限制，此方法無法處理某些特定狀況，例如：路徑有鏡面至粗糙面又再到鏡面（specular-diffuse-specular）的情況，會影響產出影像的品質。在此篇論文中，我們提出了一個基於雙向路徑追蹤方法，藉由路徑重複使用來處理此狀況的折衷對策。Item 使用光傳遞容積實作虛擬實境的即時全域照明(2017) 蘇柏元; Su, Po-Yuan電腦圖學領域的全域照明效果，包含光源及發光體對場景的直接照明，以及非發光體反射照明效果產生的間接照明，如要呈現較為擬真的畫面表現，全域照明為相當重要的效果。由於近年虛擬實境裝置崛起，以虛擬實境為平台的應用漸增，在虛擬實境中如要呈現一定品質的畫面，需加入品質不錯的全域照明效果，同時又要兼顧虛擬實境裝置的互動性。 光傳遞容積( Light Propagation Volume )及其他類似的方法，使用球諧函數近似光照貢獻度分布，其能夠用使用少量空間及在短時間內轉換貢獻度資料及球諧函數係數的性質，使得許多近年的互動式圖學內容大量使用此方法。 使用OpenGL 4.0實作光傳遞容積，以平行化完成運算來符合即時運算所需的速度，在畫面中加入全域照明效果的狀況下維持良好的互動性，並以跨平台的虛擬實境函式庫OpenVR將繪製結果呈現在虛擬實境裝置上，讓使用者有身歷其境的體驗。