OpenQMC使ってみた

Last updated at 2025-11-24Posted at 2025-11-24

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OpenQMC使ってみた

これはレイトレ合宿11で公開したスライドです

OpenQMC

OpenQMC is a library for sampling high quality Quasi-Monte Carlo (QMC) points and generating pseudo random numbers. Designed for graphics applications, the library is part of Framestore's proprietary renderer Freak and is actively used in VFX production.
https://openqmc.org/
https://github.com/AcademySoftwareFoundation/openqmc

OpenQMCとは

準モンテカルロ法で使う低食い違い数列とそれを使った疑似乱数を扱うライブラリ
10月に突然AcademySoftwareFoundationから公開される
- GitHubの履歴は2023年から始まっている
FramestoreのレンダラーFreakで使われているらしい
グラフィックスアプリケーションで使いやすくデザイン！

ライセンスについて

LICENSE は Apache License 2.0
もう一つ LICENSE-NVIDIA というファイルがある
- OpenQMCを使っている限りは特許を主張しないという覚書

特徴

ヘッダーオンリー
- C++14
CPU、GPU対応
SSE、AVX、NEON対応

特徴

3種類の数列
- Progressive Multi-Jittered
- Sobol
- Lattice
4次元のサンプルを生成
それぞれにブルーノイズのバリアントがある
- ディザリングなどに

特徴

ドキュメントが充実
- というかREADMEが充実
サンプルも充実
- レイトレのサンプルコード、あります！
というわけでとっつきは良いはず

使ってみる（抜粋）

まず最初にキャッシュのスペースを確保して初期化

    auto qmcCache = std::vector<char>(oqmc::PmjSampler::cacheSize);
    auto qmcCacheData = qmcCache.data();
    oqmc::PmjSampler::initialiseCache(qmcCacheData);

使ってみる（抜粋）

ルートのドメインを作成して必要な分を分岐させる

    for (int iy = 0; iy < height; iy++) {
        for (int ix = 0; ix < width; ix++) {
            for(int isp = 0; isp < sampleCount; isp++) {
                enum {
                    kCameraDomain,
                    kFilterDomain,
                    kSubpixelDomain
                };
                const auto pixelDomain = oqmc::PmjSampler(ix, iy, frameIndex, isp, qmcCacheData);
                const auto cameraDomain = pixelDomain.newDomain(kCameraDomain);
                const auto filterDomain = pixelDomain.newDomain(kFilterDomain);
                const auto subpixelDomain = pixelDomain.newDomain(kSubpixelDomain);

使ってみる（抜粋）

ほしい数だけ各ドメインからサンプリング（最大4個）

                float ssSample[2];
                subpixelDomain.drawSample<2>(ssSample);
                float sx = (ix + ssSample[0]) / width * 2.0 - 1.0;
                float sy = (iy + ssSample[1]) / height * 2.0 - 1.0;

                float lensSample[2];
                cameraDomain.drawSample<2>(lensSample);
                Ray ray = Camera::getThinLensRay(&camera, sx, sy, lensSample[0], lensSample[1]);