Embed Size (px)
Citation preview
Helena Gabrijelčič Tomc
Osnove 3D modeliranja
Osvetljevalni modeli, algoritmi za računanje senc
lokane luči, algoritmi za senčenjevs.
radiosity, raytracing, ambinet occlusion, .....
Lokalno in globalno osvetljevanje (Local, Global illumination)
https://www.youtube.com/watch?v=MJV55-Buw60
lokane luči, algoritmi za senčenjevs.
radiosity, raytracing, ambinet occlusion, .....
Lokalno in globalno osvetljevanje (Local, Global illumination)
http://www.thegnomonworkshop.com/news/2013/05/light-for-3d-animation-globally-illuminating-the-job-of-lighting-artists/
• upodobljevalniki• “Ambient Occlusion”• indirektno osvetljevanje – “Radiosity”• sledenje žarku – “Ray Tracing”• mapiranje fotonov – “Photon mapping”• slika z visokim dinamičnim območjem (HDRI-High Dynamic Range Image)
Sistemi za globalno osvetljevanje (Global illumination)
Ambient Occlusion
http://http.download.nvidia.com/developer/GPU_Gems_2/GPU_Gems2_ch14.pdf
environment lighting ambient occlusion ambient occlusion+indirect lighting
• grob približek globalnega osvetljevanja• start žarkov iz površine objekta: a.) stik z drugo površino-temno; b.) pot v neskončno-svetlo
•"accessibility value"- procent hemisfere nad površino, ki ni zakrita z drugo geometrijo
Ambient Occlusion
• objekt zavisi od vseh objektov na sceni, a vpliva le na objekte, ki imajo to nastavitev
http://www.design-corps.co.uk/blog/visualisation-blog/ambient-occlusion-3ds-max/
http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion
Indirektno osvetljevanje
• količina energije, ki zapušča površino na enoto časa na enoto površine• mreža ali mrežna matrica površine objektov• del površine objekta = "svetlobni vir"• določanje vpadne in sipane svetlobe svetlobnega vira in drugih objektov na delcu mreže
Indirektno osvetljevanje (Radiosity)
http://lightwiki.com/wiki/How_the_new_radiosity_works_in_LightWave_3D_9.2http://www.navs.8m.com/seminar/radiosity.html
• mrežna matrica
Indirektno osvetljevanje (Radiosity)
• število ponavljanj• kombinacija z Raytracing: difuzno/reflektivno
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosity_(computer_graphics)
http://http.download.nvidia.com/developer/GPU_Gems_2/GPU_Gems2_ch14.pdf
direktno osvetljevanje + eno ponavljanje indirektnega + dve ponavljanji indirektnega
"Color Bleeding"
Sledenje žarku
• žarki iz kamere (ang. primary ray, view rays)• odvisno od: 1. števila pikslov, 2. števila svetlobnih virov, 3. globine sledenja žarkov (ang. raytrace depth)
Reflection Ray
• objekt najbližje kameri – izrisani slikovni površini• tri vrste žarkov: reflective, refrective, shadow
http://codinghorror.typepad.com/.a/6a0120a85dcdae970b0128777032c4970c-pi
en objekt
Reflection Ray
http://www.pcper.com/reviews/Graphics-Cards/Ray-Tracing-and-Gaming-Quake-4-Ray-Traced-Project
Sledenje žarku
več objektov
http://www.cs.utah.edu/~jstratto/state_of_ray_tracing/teas_edited-1.jpg
• problemi:1. približek realizma 2. difuznih površin3. indirektnega osvetljevanja4. ostrih senc
Mapiranje fotonov
Photon mapping• dvostopenjski postopek:1. generiranje mape fotonov (Photon Map): emisija fotonov trk z objekti izguba intenzitete2. upodabljanje barve slikovne točke kot v primeru Raytracinga s pomočjo mape fotonov
http://help.chaosgroup.com/vray/help/200R1/render_params_photonmap.htm
Žan Vidmar: PRIMERJAVA RAZLIČNIH UPODOBLJEVALNIKOV V PROGRAMU AUTODESK MAYA
Photon mapping
• število fotonov, število odbojev• korekcija zrnčavosti pri manjši gostoti mape fotonov (Final Gather)
Photon mapping
https://www.youtube.com/watch?v=ReI7AsF3nnE
• upošteva: GI, indirektno osvetljevanje, kavstiko in fizikalne pojave (disperzični lom svetlobe skozi prizmo, medpovršinsko sipanje)
• eksterni upodobljevalniki
http://web.cs.wpi.edu/~emmanuel/courses/cs563/write_ups/zackw/photon_mapping/PhotonMapping.html
HDRI
• osvetljevanje z okolico• HDRI - High Dynamic Range Image• 8 bit vs. 32 bitov za svetlost• vrednost piksla določena proporcionalno s količino svetlobe (določeno s plavajočo vejico)• uporaba kot običajen bitmap: mapiranje na objektih, svetlobnih virih, ozadju......• sferično mapiranje!
Anže Setnikar
Slika z visokim dinamičnim območjem
http://www.indigorenderer.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=1290
HDRI za refleksijo na objektu
HDRI za osvetljevanjekot okolica (environment)
HDRI na lučeh
http://www.trinisica.com/sub_learn_typedissue.asp?lv=3&mode=1&issue=002
http://www.3dworld-wide.com/hdri.html
Janja Krašovec: Ura (upodobljevalnik Keyshot)
Testne scene
• emisijski spekter svetlobnega vira• refleksijaki spekter vseh površin• točna lega vseh objektov na sceni (objekti, luči, kamera)
Test upodabljanja svetlobnih efektov
Test upodabljanja svetlobnih efektov (Žan Vidmar)
Algoritmi za računanje senc
Senca s sledenjem žarku (Raytraced shadow)Mapirana senca (Shadow map, Depth-map Shadow,...)
http://www.kxcad.net/autodesk/3ds_max/autodesk_3ds_max_9_reference/ray_traced_shadow_parameters_rollout.html
• fizikalno točnejša simulacija senc• ostrina senc (!): radiosity, mehčanje robov senc, večje število žarkov
Senca s sledenjem žarku (Raytraced shadow)
• dolg čas upodabljanja• problem animacij• ni možna vizualizacija za določene vrste upodabljanja (napr. Interactive Photorealistic Rendering (IPR)
http://www.youtube.com/watch?v=g7YHgPxjFHk
• globinski kanal iz vidika svetlobnega vira v obliki teksture• deformacija sence, problem pikseliziranja pri upodabljanju• ločljivost sence=natančnost• sprejemljiv čas upodabljanja• uporabnost v animacijah
Mapirana senca
Shadow map Raytraced map
Shadow map Raytraced map
• problem transparentnih objektov
Paul Debevec, Image Matrics: Emily Project
http://www.youtube.com/watch?v=GBgURIUQ700
