Dentro del campo de los gráficos por computadora , la representación imparcial se refiere a cualquier técnica de representación que no introduce un error o sesgo sistemático en la aproximación de la radiancia . El término se refiere al sesgo estadístico , no al significado más amplio de sesgo subjetivo . Debido a esto, una técnica de renderizado imparcial puede producir una imagen de referencia [ se necesita aclaración ] para compararla con renderizados que utilizan otras técnicas. En términos simples, la representación imparcial intenta imitar el mundo real lo más fielmente posible sin tomar atajos. El trazado de trayectoria y sus derivados pueden ser imparciales, mientras que el trazado de rayos era originalmente sesgado.
Matemáticamente hablando, el valor esperado (E) de un estimador insesgado es la media poblacional , independientemente del número de observaciones. El error encontrado en un renderizado producido mediante una técnica de renderizado imparcial se debe a una varianza estadística aleatoria , que se manifiesta como ruido de alta frecuencia . La varianza se reduce en ( desviación estándar en ) para los datos, lo que significa que se necesitan cuatro veces más datos para reducir a la mitad la desviación estándar del error; esto hace que las técnicas de renderizado imparcial sean menos atractivas para aplicaciones interactivas o en tiempo real. Esto significa que una imagen producida por un renderizador imparcial que parece suave y sin ruido es probabilísticamente correcta .
Un método de representación sesgado no es necesariamente incorrecto y aún puede producir imágenes cercanas a las dadas por la ecuación de representación si el estimador es consistente . Estos métodos, sin embargo, introducen un cierto error de sesgo (generalmente en forma de desenfoque) [ cita necesaria ] en un esfuerzo por reducir la varianza (ruido de alta frecuencia). A menudo, la representación sesgada se optimiza para calcular más rápido a costa de la precisión.
Es importante tener en cuenta que una técnica imparcial no puede considerar todos los caminos posibles (porque hay un número infinito de ellos) y puede no seleccionar los caminos ideales para un renderizado determinado (porque seleccionar ciertos caminos sobre otros introduce un sesgo). El rastreo de trayectoria , un enfoque imparcial en esencia, no puede manejar de manera consistente las cáusticas generadas a partir de una fuente de luz puntual , ya que es muy poco probable que genere aleatoriamente la trayectoria singular que se refleja directamente en el punto.
El mapeo progresivo de fotones (PPM), una técnica de renderizado sesgado , en realidad puede manejar bastante bien las cáusticas. Aunque está sesgado, el PPM es demostrablemente consistente, lo que significa que a medida que el número de muestras llega al infinito , el error de sesgo llega a cero (como una técnica insesgada) y la probabilidad de que la estimación sea correcta llega a uno.
