Методи трасування променів у реальному часі
Вантажиться...
Дата
2018-12
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Актуальність теми. Актуальною задачею комп’ютерної графіки являється отримання реалістичних зображень, котрі активно користуються попитом в промисловості, ігровій індустрії та кіно. Фотореалістичне зображення характеризується такими ефектами, як м’які тіні, напівтіні, каустика, динамічне розмиття, глибина різкості, нечіткі відбиття, блиск, напівпрозорість. Серед існуючих підходів фотореалістичної візуалізації методи трасування променів являються найбільш точними, оскільки вони базуються на фізичній моделі поширення світла.
Існує багатий спектр різноманітних методів трасування променів, отже з’являється необхідність у вибірці найбільш ефективних точних методів трасування променів, котрі будуть в середній мірі коректно працювати для широкого ряду статичних (в майбутньому і динамічних) сцен, що проходять візуалізацію.
Об’єктом дослідження є процес фізично обґрунтованого рендерингу і процес трасування променів.
Предметом дослідження є способи трасування променів та методи розрахунку індексу передачі кольору.
Мета роботи: дослідження методів PBR (Physical Based Rendering), їх одночасного використання для отримання максимального ефекту реалізму; оцінка здатності джерела світла виявляти всі частоти його кольорового спектру у порівнянні з контрольним світлом.
Наукова новизна, а точніше – інноваційне рішення полягає в тому, що розроблений рушій реалізує обчислення індексу передачі кольору (CRI - Color Rendering Index) з високим рівнем точності відносно очікуваних значень контрольних джерел світла.
Практична цінність проведених досліджень полягає у розробці нового PBRE, який для рендерингу сцен використовує емпіричні моделі освітлення; реалізовані такі моделі BRDF, як Ламберта, Орена Найара, Торренса Спарроу, дзеркального відбиття, дзеркального пропускання і виміряного BRDF. Реалізована підтримка декількох технік трасування променів: трасування
Уайтеда і трасування шляху. Розраховуються кольори з використанням спектральних даних і колірний простір CIE XYZ в сценах PBR для досягнення високої передачі кольору. TTFD також підтримує обчислення індексу передачі кольору (CRI – Color Rendering Index). Цей показник описує здатність джерела світла точно відображати всі частоти його колірного спектра в порівнянні з ідеальним еталонним світлом аналогічного типу.
Структура та обсяг роботи. Магістерський дипломний проект складається зі вступу, чотирьох розділів та висновків.
У вступі подано загальну характеристику роботи, зроблено оцінку сучасного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сформульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну отриманих результатів і практичну цінність роботи.
У першому розділі розглянуто принципи колориметрії та радіометрії. Вони складають основу деяких основних ключових особливостей TTFD. Зокрема, розрахунок кольору і методи освітлення / затінення, реалізовані в TTFD, використовують поняття, представлені даному розділі.
У другому розділі розглянуто трасування променів: фотореалістичний рендеринг (візуалізація). Коротка класифікація алгоритмів трасування променів. Вирішення рівняння рендеринга.
У третьому розділі наведено особливості реалізації розробленої системи.
У четвертому розділі представлено підходи до тестування системи в цілому та окремих модулів.
У висновках представлені результати проведеної роботи.
Робота представлена на 116 аркушах, містить посилання на список використаних літературних джерел.
Ключові слова: фізичний рендеринг (PBR), трасування променів, індекс передачі кольору, емпіричні моделі освітлення, модель Уайтеда, трасування шляху.
Опис
Ключові слова
фізичний рендеринг (PBR), трасування променів, індекс передачі кольору, емпіричні моделі освітлення, модель Уайтеда, трасування шляху, physically based rendering (PBR), ray tracing, color rendering index, empirical lighting models, Whited model, path tracing, физический рендеринг (PBR), трассировки лучей, индекс цветопередачи, эмпирические модели освещения, модель Уайтеда, трассировка пути
Бібліографічний опис
Грушко, Ю. В. Методи трасування променів у реальному часі : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія. Спеціалізовані комп’ютерні системи / Грушко Юрій Володимирович. – Київ, 2018. – 125 с.