Обратная трассировка лучей - Моделирование эффектов
Для отсекания лучей, не попавших в приемник, достаточно рассматривать наблюдателя S в качестве источника обратных лучей. В данном методе полагают трассу луча в направлении V от точки S к какой-нибудь точке на поверхности некоторого объекта (рис. 7, а). По вышерассмотренным методикам рассчитываются вторичные, третичные и т. д. лучи.
Рисунок 7
В результате для каждого первичного луча строится дерево трассировки (рис.7, б), ветви которого составляют вторичные лучи. Ветвление трассы заканчивается, когда луч (1) выходит за пределы сцены или (2) встречается с непрозрачным телом, поглощающим свет, или (3) попадает в источник света, или (4) когда его интенсивность падает ниже порога чувствительности, или, наконец, (5) когда число расщеплений первичного луча становится слишком большим для имеющихся машинных ресурсов. В результате прямая световая энергия (цвет и интенсивность), попавшая в приемник из направления V, слагается из энергий терминальных вершин дерева с учетом их потерь при распространении в оптических средах.
Метод обратной трассировки Баяковский Ю. М., Галактионов В. А. О некоторых фундаментальных проблемах компьютерной (машинной) графики //Информационные технологии и вычислительные системы. - 2004. - №. 4. - С. 3-24. фактически аккумулирует все лучи, в действительности приходящие в приемник из определенного направления независимо от их начала. Это позволяет видеть и изображать на экране:
- - Непрозрачные объекты, поглощающие обратные лучи; - Прозрачные объекты, через которые благодаря преломлению наблюдателю видны другие объекты; - Отражения объектов на зеркальных поверхностях, в том числе блики, соответствующие попаданию обратных лучей в источник света; - Тени, образующиеся в точках поверхности, заслоненных от источника другими объектами; - Другие разнообразные оптические эффекты.
Количество обратных лучей, подвергаемых трассировке, ограничено числом точек на поверхностях объектов сцены, видимых их точки S и перебираемых с конечным шагом пространственного квантования, обусловленным разрешением экрана. Благодаря этому объем вычислительных затрат в методе обратной трассировки существенно уменьшается по сравнению с методом прямой трассировки. Возможно разумное комбинирование этих методов трассировки для оптимизации алгоритмов и снижения их трудоемкости.
Очевидно, что трассировка лучей носит характер рекурсивной процедуры, которая будет сама себя вызывать, как только выяснит, что анализируемый луч отражается или преломляется. Большая часть вычислений при реализации методов трассировки приходится на расчет пересечений лучей с поверхностями, в связи, с чем они применяются для изображения оптических эффектов в сценах с небольшим числом объектов.
Похожие статьи
-
Лучевые методы построения оптических эффектов - Моделирование эффектов
Для решения задач построения оптических эффектов: тени, отражения и преломления, - применяются методы прямой и обратной трассировки лучей. Отмечают...
-
Основные определения Свет -- в физической оптике электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. Источник света -- любой объект,...
-
Трассировка лучей и метод фотонных карт - 3D моделирование
Пожалуй, один из самых распространенных методов для построения реалистических изображений является трассировка лучей. При построении изображения луч...
-
Rendering Synthetic Objects into Legacy Photographs - Моделирование эффектов
Более подробно остановимся на методе, описанном в работе "Rendering Synthetic Objects into Legacy Photographs" Karsch K. et al. Rendering synthetic...
-
Image-based Content Creation В работе Lalonde Lalonde J. F. et al. Photo clip art //ACM Transactions on Graphics (TOG). - ACM, 2007. - Т. 26. - №. 3. -...
-
Метод трассировки лучей - Моделирование эффектов
Основная идея метода заключается в повторении на ЭВМ всех геометрических преобразований, которые бы совершил световой луч на пути источник - объект -...
-
Прямая трассировка лучей - Моделирование эффектов
В данном методе генерируется пучок лучей, выходящих из источника во всевозможных направлениях. На рис.6 показаны варианты распространения лучей в сцене,...
-
Некоторые ручные Liebowitz D., Criminisi A., Zisserman A. Creating architectural models from images //Computer Graphics Forum. - Blackwell Publishers...
-
Пересечение луча с поверхностью - Моделирование эффектов
Алгоритм расчета пересечения луча с ограниченной поверхностью, представленный на рис.1 имеет следующие шаги: Рисунок 1 Шаг 1. Рассчитываются все точки...
-
Базовый алгоритм - Моделирование эффектов
В качестве базового был разработан следующий алгоритм. Исходные данные: - фотография сцены с объектом (одна) - фотография сцены без объекта (одна) -...
-
Практическая часть, Постановка задачи, Инструмент рендеринга - Моделирование эффектов
Постановка задачи В качестве практической задачи необходимо разработать следующий алгоритм. Вход: - фотография, в которую будет вставлен синтетический...
-
Метрика "индекс структурного сходства" - Моделирование эффектов
Исторически объективные методы оценки качества изображений основывались на простых математических выражениях, таких как среднеквадратичная ошибка или...
-
Полуавтоматический метод с моделированием материалов, RSOLP based алгоритм - Моделирование эффектов
Следующий этап улучшения алгоритма - работа со способами моделирования освещения. Характер теней существенно зависит от материалов объекта и плоскости....
-
Тень точки q на произвольной поверхности образуется в точке пересечения с ней прямого луча. При дальнем источнике света рекомендуется задавать вектор его...
-
Введение - Моделирование эффектов
Компьютерную графику можно рассматривать как искусство создания реалистичной иллюзии действительного Мира. С другой стороны, методами компьютерного...
-
Сравнение с эталоном - Моделирование эффектов
Фотореалистичность являетя субъективным критерием, поэтому применим метод сравнения полученного изображения с эталоном. За эталон будем брать реальную...
-
Полуавтоматический метод - Моделирование эффектов
На данном этапе было принято решение сменить инструмент для создания трехмерной модели объекта. В качестве такого инструмента был выбран itSeez3D....
-
Отражение луча от поверхности, Преломление луча на поверхности - Моделирование эффектов
Зеркальное отражение луча от поверхности строится по законам отражения (рис.4) Отражение (физика) // Википедия. [2015--2015]. Дата обновления:...
-
Заключение, Список литературы - Моделирование эффектов
В результате проведенной работы были выполнены поставленные задачи, а именно изучены базовые понятия аналитической геометрии, решены базовые задачи в...
-
Сравнение, Скорость рендеринга - Моделирование эффектов
Для сравнения полученных изображений были выбраны следующие метрики: 1. Скорость рендеринга; 2. Субъективная (экспертная) оценка с использованием...
-
Понятие о компьютерном математическом моделировании Модель - материальный объект, система математических зависимостей или программа, имитирующая...
-
При достижении целей внедрения организация получает следующие эффекты: *Обеспечение прозрачности бизнес-процессов; Возможность оперативно отслеживать...
-
Освещение, Визуализация - 3D моделирование
Наилучшее освещение должно являться почти подсознательным: это когда оно присутствует, но не является навязчивым. Оно подчеркивает свойства сцены,...
-
По Р. Шеннону (Robert E . Shannon - профессор университета в Хантсвилле, штат Алабама, США ), "имитационное моделирование - Есть процесс конструирования...
-
Этапы компьютерного моделирования при исследовании термодинамических процессов в композиционных материалах Композиционные материалы, состоящие из...
-
В работе использовались следующее программное обеспечение для решения поставленных задач: AutoCAD, ANSYS Workbench, ANSYS Icepak. Система AutoCAD...
-
Моделирования случайных процессов - Теоретические основы информационных технологий
Моделирование случайных процессов - мощнейшее направление в современном математическом моделировании. Событие называется случайным, если оно достоверно...
-
Текстурирование - 3D моделирование
В этом этапе мы придаем поверхностям моделей вид реальных материалов. Только тогда модели будут выглядеть как можно максимально реалистично. Они...
-
Моделирование - 3D моделирование
Чтобы моделирование было успешным нужно заранее рассчитать, каким образом наблюдаемые (или воображаемые) объекты окружающего мира можно будет превратить...
-
Инфологическое моделирование - Банки и базы данных. Системы управления базами данных
Инфологическое проектирование является вторым этапом проектирования БД, который следует непосредственно после анализа предметной области. Эта стадия...
-
Моделирование простейшего потока заявок
Цель работы: изучение свойств и характеристик пуассоновского (простейшего) потока. Сравнение теоретических и модельных значений полученных характеристик....
-
Программа COSMOSWorks - Система твердотельного моделирования SolidWorks
Адаптивный анализ сборок H-адаптивный способ детализацию сетки теперь поддерживает сборки. В прошлых версиях поддерживались только детали....
-
Моделирование параллельных программ Рассмотренная схема проектирования и реализации параллельных вычислений дает способ понимания параллельных алгоритмов...
-
Для упрощения работы с трехмерной моделью на любом этапе проектирования и повышения ее наглядности в SolidWorks используется Дерево Построений (Feature...
-
Информационные модели - 3D моделирование
У всех людей есть разные образы, которые возникают как реакция на одни и те же объекты и явления. Именно поэтому образная модель является индивидуальной...
-
Рассмотрим иерархическую структуру информации на примере использования психологического теста для оценки психологических качеств сотрудников и влияния...
-
Абстрактные или нематериальные модели, Мысленные и вербальные модели - 3D моделирование
Мы не можем потрогать абстрактные модели, так как у них нет материального воплощения. Как основу таких моделей мы считаем информацию, такой тип...
-
Обоснование выбранного метода При дизайне системы согласно требованиям или при оптимизации существующей необходимо ввести модель, позволяющую не только...
-
2.1 Процесс проектирования БД на основе принципов нормализации представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания...
-
Постановка задачи Составить инфологическую модель базы данных (БД), необходимой для предоставления информации программе расчета предельно-допустимых...
Обратная трассировка лучей - Моделирование эффектов