Voxel Cone Tracing is an approach that approximates global illumination for real-time applications and has some interesting properties. Global illumination gives photorealistic lighting results since it simulates how light in real life bounces around multiple times resulting in indirect lighting. Global illumination can be very expensive and a challenge for real-time applications, therefore approximation algorithms such as the Voxel Cone Tracing method make the computations easier. This method approximates the original scene and creates a voxel field to retrieve necessary radiance information during the sampling phase where indirect lighting is processed. Light is approximated by tracing cones that sample the voxel field, rendering realistic approximations with speed necessary for real-time usage. The Voxel Cone Tracing implementation in the report was implemented using C++ with the OpenGL graphics API. The Sponza model is rendered using Voxel Cone Tracing with sparse 3D textures. The qualities evaluated were performance, memory consumption, and visual accuracy, and their dependence on voxel resolution is studied. The qualities evaluated were performance, memory consumption, and visual accuracy. This way the method’s strengths and weaknesses could be explored. The thesis concludes that Voxel Cone Tracing is a method that warrants further study as advances in modern hardware have improved many of the inherent flaws of Voxel Cone Tracing, such as memory consumption and speed with higher accuracy renders. As for the visual quality the foremost unrealistic lighting artifacts were voxel approximation errors, especially around concavities and unwanted light bleeding from thin materials. The Visual quality was high besides these errors and there was space for further improvements and optimizations to the implementation presented in this thesis. Implementing a more sophisticated voxel storage solution can lead to reduced memory usage and enhanced performance. Ultimately, voxel cone tracing emerges as a promising technique that warrants further exploration.

Voxel Cone Tracing är en metod för att approximera global illumination för realtidsapplikationer med flera intressanta egenskaper. Global illumination skapar fotorealistiska ljusresultat då det simulerar hur ljuset i den verkliga världen studsar runt flera gånger, vilket resulterar i indirekt ljussättning. Global illumination kan vara mycket påkostat och utmanande för realtidsapplikationer, varför man använder approximerande algoritmer såsom Voxel konspårnings tekniken för att underlätta beräkningarna. Denna metod approximerar den ursprungliga scenen och skapar ett voxelfält efter det för att kunna hämta nödvändig ljusstrålningsinformation under provtagningsfasen där indirekt ljus behandlas. Då approximeras ljuset genom att spåra koner som provtar i voxelfältet vilket resulterar i rendering av realistiska approximationer av ljus med en hastighet tillräcklig för realtids användande. Implementationen i denna rapport använder C++ med OpenGL som grafik API. Sponzascenen renderas med Voxel Cone Tracing med olika 3D texturer. Resultatens olikheter beroende på texturerna studeras därefter. De olika egenskaperna som analyseras är prestanda, minnesförbrukning och visuell tillförlitlighet. På detta sätt kan metodens styrkor och svagheter utforskas. Slutsatsen konstaterar att Voxel Cone Tracing är en metod som kräver vidare studier så framstegen i den moderna hårdvaruutvecklingen har botat många av metodens initiala brister, så som minnesförbrukning och hastighet med mer noggranna renderingar. Gällande visuell kvalitet var de mest orealistiska ljusartefakterna Voxel estimeringsfel, speciellt vid konkaviteter och oönskat ljusflöde genom tunna material. Den visuella kvalitén var, utöver dessa fel, hög. Det finns utöver detta utrymme för förbättringar och optimeringar för implementationen som presenterades i rapporten. Genom att implementera en mer sofistikerad Voxel lagringslösning kan det leda till en minskad minnesförbrukning och ökad prestanda. Sammanfattningsvis är Voxel Cone Tracing en lovande teknik som bör utforskas mer.