Система моделювання динамічного освітлення в реальному часі
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Моделювання динамічного освітлення в реальному часі є дуже важливою темою для сучасного світу комп'ютерної графіки, віртуа-льної реальності та візуалізації. У багатьох сферах, включаючи ігрову індустрію, архітектурне моделювання та віртуальну реальність, споживачі та користувачі все більше вимагають від інтерактивних віртуальних середовищ високого рівня реалістичності, включаючи реалістичне динамічне освітлення.
Сучасні обчислювальні системи стають все потужнішими, що дозволяє реалізувати більш складні алгоритми моделювання освітлення в реальному часі. Використання VR та AR набуває популярності, і реалістичне динамічне освіт-лення є важливим фактором для створення імерсивних віртуальних середовищ.
В області комп'ютерної графіки та візуалізації постійно існують нові ви-клики та дослідницькі завдання, які пов'язані з покращенням реалістичності та продуктивності систем моделювання динамічного освітлення. Розробка більш реалістичного динамічного освітлення може покращити якість віртуального вза-ємодії користувачів у віртуальних середовищах, що робить цю тему актуальною для інтерфейсного дизайну та психології.
Об’єктом дослідження є система моделювання динамічного освітлення, яка розробляється та аналізується в рамках дослідження.
Предметом дослідження є процес моделювання динамічного освітлення в реальному часі у віртуальних середовищах, аспекти, пов'язані з моделюванням динамічного освітлення в реальному часі та розробкою системи.
Мета роботи: дослідження та вибір оптимальних моделей освітлення; ро-зробка та імплементація алгоритмів, які забезпечують імітацію різних аспектів динамічного освітлення; розробка високоефективної системи моделювання ди-намічного освітлення; оцінка продуктивності та ефективності системи в різних віртуальних сценаріях; порівняння розробленої системи з існуючими рішення-ми.
Наукова новизна полягає в наступному: досліджена та розроблена сис-тема має вищий рівень продуктивності та реалістичності порівняно з існуючими рішеннями. Вона здатна якісно генерувати реалістичні ефекти динамічного осві-тлення в режимі реального часу, що робить її важливим внеском у сферу вірту-альної графіки.
Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що розроблена система дозволяє створювати віртуальні сцени з вищим рівнем реа-лістичності, зокрема шляхом відображення динамічного освітлення. Це має ве-лике значення для ігрової індустрії, архітектурного моделювання, медичного моделювання та інших галузей, де точність та реалізм графіки є критично важ-ливими. Результати та методи дослідження, можуть бути використані в науко-вих дослідженнях та дослідницьких проектах у галузі комп'ютерної графіки та віртуальної реальності.
Апробація роботи. Основні положення і результати роботи були пред-ставлені та обговорювались на:
1. XVІ науково-практичній конференції магістрантів та аспірантів «Приклад-на математика та комп’ютинг» ПМК-2023 (Київ, 28-30 листопада 2023 р.).
2. X Міжнародній науково-технічній Internet-конференції (Київ, 24 листопада 2023 рік).
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з всту-пу, трьох розділів та висновків.
У вступі подано загальну характеристику роботи, зроблено оцінку сучас-ного стану проблеми, обґрунтовано актуальність напрямку досліджень, сфор-мульовано мету і задачі досліджень, показано наукову новизну отриманих ре-зультатів і практичну цінність роботи, наведено відомості про апробацію ре-зультатів і їхнє впровадження.
У першому розділі проведено детальний огляд існуючих систем моделю-вання освітлення, оцінено їхні переваги та обмеження та визначено потреби та обмеження при їх використанні.
У другому розділі виконано дослідження Vulkan API, аналіз можливостей та засобів інструменту, порівняння його з аналогами.
У третьому розділі викладений опис розробленої системи, реалізацію ал-горитмів та можливостей системи. Представлені результати реалізованого про-грамного забезпечення.
У висновках представлені результати проведеної роботи.
Робота представлена на 85 аркушах, містить 28 рисунків, 3 таблиці, спи-сок використаних джерел з 19 найменувань.
Опис
Ключові слова
моделювання освітлення, динамічне освітлення, комп'ю-терна графіка, ігрова індустрія, тіні та відблиски, lighting simulation, dynamic lighting, computer graphics, game industry, shadows and reflections
Бібліографічний опис
Панфілов, Я. Ю. Система моделювання динамічного освітлення в реальному часі : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Панфілов Ярослав Юрійович. – Київ, 2024. – 95 с.