蒙特卡洛辐射传输的智能探测器

人们已经发明了许多优化技术来降低蒙特卡洛辐射传输模拟中固有的噪声。由于蒙特卡洛模拟中使用的典型探测器并未考虑入射光子包中包含的所有信息，因此仍有空间优化这一探测过程以及相应的表面亮度分布估计。我们希望研究如何最优地利用入射光子包分布中包含的所有信息，以降低表面亮度分布中的噪声，从而提高蒙特卡洛辐射传输模拟的效率。我们证明，蒙特卡洛辐射传输模拟中表面亮度分布的估计与SPH模拟中密度分布的估计类似。基于这种相似性，我们构建了一种智能探测器的方案，该方案充分利用了光子包撞击的精确位置。我们提出了几种类型的智能探测器，每种对应不同的平滑核。我们表明，与经典探测器相比，智能探测器在保持相同有效分辨率的同时，降低了表面亮度分布中的噪声。最高效的智能探测器实现了约10%的噪声降低，这相当于所需光子包数量（即模拟运行时间）减少了20%。由于智能探测器的实际实现简单直接，且额外的计算成本完全可以忽略，我们推荐在蒙特卡洛辐射传输模拟中使用智能探测器。