Single-view 3D Modeling, Bridging Traditional and Image-based Graphics with Global Illumination and High Dynamic Range Photography - Моделирование эффектов

Некоторые ручные Liebowitz D., Criminisi A., Zisserman A. Creating architectural models from images //Computer Graphics Forum. - Blackwell Publishers Ltd, 1999. - Т. 18. - №. 3. - С. 39-50. Criminisi A., Reid I., Zisserman A. Single view metrology //International Journal of Computer Vision. - 2000. - Т. 40. - №. 2. - С. 123-148. и автоматические Saxena A., Sun M., Ng A. Y. Make3D: Depth Perception from a Single Still Image //AAAI. - 2008. - С. 1571-1576. методы позволяют создать трехмерную модель по одному изображению. Эти работы, как правило, заинтересованы в построении 3D геометрических моделей для синтеза нового вида. Таким образом, перед тем, как вставить трехмерную модель объекта производится построение полной геометрии сцены, в которую объект будет вставлен. Пример работы такого типа алгоритма представлен на рисунке 18.

Рисунок 18

Такой метод даст хорошие результаты, однако он требует больших вычислительных ресурсов. Кроме того, этот метод дает избыточную информацию, не нужную для вставки объекта и моделирования эффектов освещения.

Bridging Traditional and Image-based Graphics with Global Illumination and High Dynamic Range Photography

Данный метод подробно описан в одноименной работе автора Devbec Debevec P. Rendering synthetic objects into real scenes: Bridging traditional and image-based graphics with global illumination and high dynamic range photography //ACM SIGGRAPH 2008 classes. - ACM, 2008. - С. 32.. В данной работе представлен метод, который использует сияние сцены и глобальное освещение для того, чтобы добавлять новые объекты на основе света моделей с правильным освещением. Данный метод использует модели сцены, основанные на HDR изображениях. Описанный в работе метод называют методом дифференциального рендеринга.

High Dynamic Range Imaging, HDRI или просто HDR -- название технологий работы с изображениями и видео, диапазон яркости которых превышает возможности стандартных технологий. Чаще всего термин HDR употребляется в отношении получения, хранения и обработки растровых изображений.

Широко используемые на сегодняшний день цифровые технологии исторически основаны на 8-битных целочисленных форматах представления и обработки данных, что дает весьма узкий динамический диапазон, часто называемый SDR (англ. Standard Dynamic Range) или LDR (англ. Low Dynamic Range).

Применение техники HDR позволяет работать с полным диапазоном яркости сцены, устраняя исторические ограничения.

С помощью технологии HDR компьютерная модель идеально вписывается в реальную сцену. Так как пиксели HDR содержит реальные значения, они правильно и реалистично вписываются в созданную сцену, передавая освещение, преломление, отражение синтетических компьютерных моделей.

В методе, описанном в статье, для вычисления освещения сцена разбивается на три компонента: удаленная сцена (англ. the distant scene), локальная сцена (англ. the local scene), и синтетические объекты. Предполагается, что удаленная сцена будет фотометрически влиять на объекты сцены, устраняя необходимость в информации об отражательной способности сцены.

Локальная сцена наделена рассчитанной моделью отражений таким образом, чтобы можно было смоделировать тени и получить отраженный свет от новых объектов. Результаты рендеренга создаются с помощью метода глобального освещения, моделируя взаимодействие света среди трех компонентов. Техника дифференциального рендеринга позволяет получить хорошие результаты, только если модель отражений локальной сцены известна.

В статье применен общий метод вставки синтетических объектов в реальную сцену. Модель освещения создается из геометрической модели сцены и с использованием light probe для оценки освещения на месте вставки синтетического объекта. Полученная модель глобального освещения объединяется с фотографией методом композиции. Алгоритм представлен на рисунке ниже.

Рисунок 19

Однако, в данном методе возникают проблемы, связанные с отображением изображений с широким динамическим диапазоном яркостей в диапазон яркостей, который может быть воспроизведен на стандартных мониторах и принтерах. Динамический диапазон таких устройств существенно уже (иногда на несколько порядков), чем диапазон яркостей реального мира. Для отображения изображений с широким динамическим диапазоном на стандартных устройствах этот диапазон должен быть сжат до уровня, который может быть воспроизведен на реальных мониторах и принтерах.

Похожие статьи




Single-view 3D Modeling, Bridging Traditional and Image-based Graphics with Global Illumination and High Dynamic Range Photography - Моделирование эффектов

Предыдущая | Следующая