Advancements in computer graphics, particularly in the domain of real-time photorealistic rendering, are crucial for the development of future graphics applications such as virtual reality and scientific visualizations. This thesis focuses on improving the efficiency of stereoscopic (i.e. one image per eye) ray traced rendering. Such rendering naively requires double the computation power compared to rendering a single image. This is problematic for virtual reality, which requires both high visual quality and high frame rates to provide a sense of immersion and to prevent simulation sickness. While previous stereoscopic rendering techniques have shown great improvement by reusing information between the rendered views, these methods either sacrifice visual quality or are too inefficient for real-time use. This thesis improves on this issue by combining the efficient and high visual quality Reservoir-based Spatio-Temporal Importance Resampling (ReSTIR) ray tracing algorithm with the reuse of information between the views. The ReSTIR algorithm is highly suitable for this modification since it already employs methods to reuse ray tracing information temporally and spatially. The proposed proof-of-concept solution projects ReSTIR samples from the first view to the second view via a modification on the temporal reuse method. Disocclusions (areas not seen from the first view) were handled by generating new samples and resampling from nearby reused samples using the spatial reuse method. The performance of the solution was tested against a baseline version (which does not reuse information between views) by rendering several different scenes and collecting frame time samples. The results indicated a significant relative performance increase in all cases of up to 30%. Moreover, the visual quality was maintained in all but a few situations and then only in small dis-occluded areas of the image. This means that the solution could be used in future graphics applications to increase performance, which could, in turn, reduce electricity and hardware requirements and their costs. Alternatively, the increased performance could allow visual quality to be improved, facilitating the creation of more photorealistic applications. Finally, the proof-of-concept solution is not fully optimized and future research could easily increase its performance benefits further.

Framsteg inom datorgrafik, särskilt inom området fotorealistisk rendering i realtid, är avgörande för utvecklingen av framtida grafiska tillämpningar som virtuell verklighet och vetenskapliga visualiseringar. Den här avhandlingen fokuserar på att förbättra effektiviteten i stereoskopisk (dvs. en bild per öga) strålspårningsrendering. Sådan rendering kräver naivt nog dubbelt så mycket beräkningskraft jämfört med rendering av en enda bild. Detta är problematiskt för virtuell verklighet som kräver både hög visuell kvalitet och höga bildfrekvenser för att ge en känsla av inlevelse och för att förhindra simuleringssjuka. Även om tidigare stereoskopiska renderingstekniker har visat stora förbättringar genom att återanvända information mellan de renderade vyerna, offrar dessa metoder antingen visuell kvalitet eller är för ineffektiva för realtidsanvändning. Denna avhandling löser detta problem genom att kombinera den effektiva och högkvalitativa ReSTIR strålspårnings-algoritmen med återanvändning av information mellan vyerna. ReSTIR-algoritmen är mycket lämplig för denna modifiering eftersom den redan använder metoder för att återanvända strålspårningsinformation temporalt och spatialt. Den föreslagna prototyplösningen om projicerar ReSTIR-prover från den första vyn till den andra vyn genom en modifiering av den temporala återanvändningsmetoden. Disocklusioner (områden som inte syns från den första vyn) hanterades genom att generera nya prover och omprova från återanvända prover i närheten med hjälp av metoden för spatial återanvändning. Lösningens prestanda testades mot en basversion (som inte återanvänder information mellan olika vyer) genom att rendera flera olika scener och samla in bildtidsprover. Resultaten visade på en signifikant relativ prestandaökning i samtliga fall på upp till 30%. Dessutom bibehölls den visuella kvaliteten i alla situationer utom ett fåtal, och då endast i små disocklusion områden av bilden. Detta innebär att lösningen skulle kunna användas i framtida grafikapplikationer för att öka prestandan, vilket i sin tur skulle kunna minska el- och hårdvarukraven samt kostnaderna för dessa. Eller så kan den ökade prestandan göra det möjligt att öka den visuella kvaliteten, vilket underlättar skapandet av mer fotorealistiska applikationer. Slutligen är prototyplösningen inte helt optimerad och framtida forskning skulle lätt kunna öka prestandafördelarna ytterligare.