- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Интерактивная компьютерная графика. Трассировка лучей презентация
Содержание
- 1. Интерактивная компьютерная графика. Трассировка лучей
- 2. Трассировка лучей 6.2.1 Трассировка лучей (27)
- 3. Прямая трассировка (Direct Ray Tracing) 6.2.2 Прямая
- 4. Обратная трассировка (Reverse Ray Tracing) 6.2.3 Обратная
- 5. Обратная трассировка (Reverse Ray Tracing) 6.2.3 Обратная
- 6. Обратная трассировка (минимальный код на визитке, Paul
- 7. Задание наблюдателя 6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [1/5]
- 8. Пересечение луча с объектом 6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [2/5] (27) В каноническом случае:
- 9. Пересечение луча r(t) со сферой 6.2.4 Алгоритмы
- 10. Пересечение луча r(t) с плоскостью 6.2.4 Алгоритмы
- 11. Использование экстентов 6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [5/5]
- 12. Достоинства и недостатки обратной трассировки лучей 6.2.5
- 13. Пример расчета в лесу с водой (особенности)
- 14. Пример расчета в лесу с водой (стандартная
- 15. Пример расчета в лесу с водой (трассировка
- 16. Пример сглаживания SSAA 6.2.6 Примеры использования [1/3]
- 17. Пример расчета отражения 6.2.6 Примеры использования [2/3] (27)
- 18. Пример расчета отражения (Луиджи из м/ф «Тачки»)
- 19. Трассировка первичных лучей (ray casting vs ray
- 20. Трассировка путей (path tracing) 6.2.7 Варианты трассировки
- 21. Трассировка путей (BDPT и MLT) 6.2.7
- 22. Излучательность (radiosity ) 6.2.7 Варианты трассировки [4/6]
- 23. Окружающие помехи (ambient occlusion) 6.2.7 Варианты трассировки
- 24. Фотонные карты (Photon Mapping) 6.2.7 Варианты трассировки
- 25. Примеры в режиме реального времени (от NVidia)
- 26. Примеры в режиме реального времени (от Intel)
- 27. Примеры в режиме реального времени (AntiPlanet2 -
Слайд 3Прямая трассировка
(Direct Ray Tracing)
6.2.2 Прямая трассировка лучей
(27)
(-) много лишних лучей
Слайд 4Обратная трассировка
(Reverse Ray Tracing)
6.2.3 Обратная трассировка лучей [1/3]
(27)
(+) просчет только
Слайд 5Обратная трассировка
(Reverse Ray Tracing)
6.2.3 Обратная трассировка лучей [2/3]
(27)
Зеркало
Через каждый пиксель
Находим ближайшую точку пересечения
Рассчитываем нормаль в этой точке
Рассчитываем освещенность
(например, по Фонгу)
Учитываем в цвете и материал объекта
Строим лучи к зеркальным/преломляющим объектам
и исправляем освещенность
Призма
Слайд 6Обратная трассировка
(минимальный код на визитке, Paul Heckbert )
6.2.3 Обратная трассировка лучей [3/3]
Слайд 7Задание наблюдателя
6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [1/5]
(27)
Характеристики наблюдателя:
- положение: Eye
- система
угол зрения: θ
Характеристики экрана:
- разрешение: nc˟ nr
форматное соотношение сторон: Aspect
расстояние до экрана: N
координаты (r,c)-пикселя
Параметрическое уравнение луча:
t<0: объект за наблюдателем
0
Слайд 9Пересечение луча r(t)
со сферой
6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [3/5]
(27)
Общее уравнение сферы:
Каноническое
Параметрическое уравнение базовой сферы:
1. Подставляем уравнение луча:
2. Получаем квадратное уравнение:
3. Находим корни:
Слайд 10Пересечение луча r(t)
с плоскостью
6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [4/5]
(27)
Уравнение базовой плоскости
Луч r(t) пересекает плоскость z=0 когда:
Решение уравнения:
Точка пересечения с плоскостью:
Слайд 11Использование экстентов
6.2.4 Алгоритмы расчетов лучей [5/5]
(27)
Экстент (extent) объекта
простая форма, охватывающая
Слайд 12Достоинства и недостатки
обратной трассировки лучей
6.2.5 Достоинства и недостатки [1/4]
(27)
(+) Корректно
тени
отражения
преломление
полупрозрачные объекты
(+) Может работать с неполигональными объектами
(–) Затратность
Слайд 13Пример расчета в лесу с водой
(особенности)
6.2.5 Достоинства и недостатки [2/4]
(27)
Теней вообще нет (только темнота чащи леса)
Рябь на воде
Слайд 14Пример расчета в лесу с водой
(стандартная растеризация)
6.2.5 Достоинства и недостатки [3/4]
Деревья:
модели стволов и основных веток изобразить примитивами
ветки изобразить спрайтами
дальние деревья скрыть туманом
Вода:
отрендерить сцену с точки зрения воды – и наложить как текстуру
рябь на воде сымитировать рельефной текстурой
Освещение:
Фоновое + диффузное
Слайд 15Пример расчета в лесу с водой
(трассировка лучей)
6.2.5 Достоинства и недостатки [4/4]
Деревья:
каждый луч пересекается с массой мелких веточек, листвой,…
Вода:
Из-за кривизны придется пускать много лучей через пиксель
Освещение:
нельзя провести луч к Солнцу и проверить на затенение
масса отражений/рассеиваний/преломлений от деревьев и воды
Слайд 16Пример сглаживания SSAA
6.2.6 Примеры использования [1/3]
(27)
1 луч на пиксел
FPS =
4 луча на пиксел
FPS = 24
Слайд 18Пример расчета отражения
(Луиджи из м/ф «Тачки»)
6.2.6 Примеры использования [3/3]
(27)
Студия Pixar
для учета отражения глаз на капоте и т.п.
Слайд 19Трассировка первичных лучей
(ray casting vs ray tracing)
6.2.7 Варианты трассировки [1/6]
(27)
трассировка
(пришедших напрямую от источника)
трассировка и вторичных лучей
(отраженных и преломленных)
Слайд 20Трассировка путей
(path tracing)
6.2.7 Варианты трассировки [2/6]
(27)
При попадании луча на поверхность
напрямую к источнику света
в случайном направлении (не факт, что достигнет источника света)
Слайд 21Трассировка путей
(BDPT и MLT)
6.2.7 Варианты трассировки [3/6]
(27)
Bidirectional Path Tracing
Metropolis Light Transport (учитывает значимость луча)
Слайд 22Излучательность
(radiosity )
6.2.7 Варианты трассировки [4/6]
(27)
Ограничения:
весь свет – диффузионный
система – замкнута
Алгоритм:
все поверхности сцены делятся на патчи
(фрагменты, элементарные единицы)
для каждого патча итерационно вычисляется доля
излученной и поглощенной энергии
Слайд 23Окружающие помехи
(ambient occlusion)
6.2.7 Варианты трассировки [5/6]
(27)
Лучи пускаются во всех направлениях
Лучи, достигнувшие фона («неба»), увеличивают яркость на поверхности
Лучи, пересекающие другие объекты, не добавляют яркости
Слайд 24Фотонные карты
(Photon Mapping)
6.2.7 Варианты трассировки [6/6]
(27)
Испускаются лучи (фотоны) от источника
при
информация об энергии сохраняется в фотонной карте
Испускаются лучи из камеры
при попадании луча на поверхность интенсивность рассчитывается через ближайших значений в фотонной карте
Слайд 25Примеры в режиме реального времени
(от NVidia)
6.2.8 Примеры в режиме реального времени
(27)
Демонстрация в 2009 г. от Nvidia в режиме real-time на совокупности нескольких четырёхпроцессорных профессиональных карт
только один автомобиль (Bugatti)
Слайд 26Примеры в режиме реального времени
(от Intel)
6.2.8 Примеры в режиме реального времени
(27)
Демонстрация в 2010 г. от Intel в режиме real-time
на совокупности систем большой мощности
рассеивание в приповерхностном слое кожи
+
неровность колжи
+
волоски
Слайд 27Примеры в режиме реального времени
(AntiPlanet2 - мир сфер)
6.2.8 Примеры в режиме
(27)
2х ядерный процессор + GeForce GTX + Nvidia CUDA
Динамические:
освещение
тени
прозрачность
