We present a direct optimization method for three-dimensional freeform reflectors that transform the light of a finite-étendue source into a prescribed far-field angular intensity distribution. The reflector profile is represented by a small neural network (a multilayer perceptron), which is trained end-to-end through a differentiable ray-tracing objective. We furthermore parameterize the emission directions in gnomonic coordinates, and show how we use this to ensure that every emitted ray intersects the reflector. At each iteration, the network is converted to a bicubic spline representation for ray-tracing efficiency, and intersections with this smooth surface are solved by a damped Newton solve, with gradients computed via the implicit function theorem. The traced output distribution is compared with the desired target on a 'soft' histogram, under an $H^{-1}$-type spectral weighting that emphasizes long-range transport of flux to improve convergence. Optimization is performed using a BFGS method with self-scaled Broyden updates and a plateau-perturbation rule to prevent stalling. The method converges reliably within seconds on a single GPU for all examples tested.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【CVPR2022】UniVIP:自监督视觉预训练的统一框架
专知会员服务
28+阅读 · 2022年3月16日
专知会员服务
27+阅读 · 2021年7月21日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
基于关系网络的视觉建模:有望替代卷积神经网络
微软研究院AI头条
10+阅读 · 2019年7月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
26+阅读 · 2018年2月27日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
11+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
【CVPR2022】UniVIP:自监督视觉预训练的统一框架
专知会员服务
28+阅读 · 2022年3月16日
专知会员服务
27+阅读 · 2021年7月21日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关资讯
WWW 2020 开源论文 | 异构图Transformer
PaperWeekly
13+阅读 · 2020年4月3日
基于关系网络的视觉建模:有望替代卷积神经网络
微软研究院AI头条
10+阅读 · 2019年7月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员