Wprowadzenie do grafiki
komputerowej

Wprowadzenie do grafiki
komputerowej

Wykład 8

Wykład 8

Potok renderingu

Potok renderingu

Potok renderingu

Potok renderingu

Przekształcenia Oświetlenie

Przekształcenia Oświetlenie

Rasteryzacja

Rasteryzacja

Kamer
a

Parametry
rzutowania i
obcinania

Źródła
światła

Materiał
y

Tekstur
aPrzezroczystość i

mgła

Antyaliazing

Przekształcenia geometryczne i
przekształcenia oświetlenia wykonywane są na
wierzchołkach,
rasteryzacja wykonywana jest na pikselach.

Etap przekształceń geometrycznych i

Etap przekształceń geometrycznych i

oświetlenia

oświetlenia

Etap przekształceń geometrycznych i

Etap przekształceń geometrycznych i

oświetlenia

oświetlenia

x Przekształcenie do układu

obserwatora (kamery):

Przekształcenie do układu

obserwatora (kamery):

Przekształcenia

Przekształcenia

modelowania

modelowania

Rzutowanie w układzie obserwatora

(kamery)

Rzutowanie w układzie obserwatora

(kamery)



położenie obserwatora (kamery),

położenie obserwatora (kamery),



kierunek w którym patrzy obserwator i wektor do góry,

kierunek w którym patrzy obserwator i wektor do góry,



rozmiar płaszczyzny rzutowania

rozmiar płaszczyzny rzutowania

.

.

Aby wykonać rzutowanie należy określić punkt widzenia:

Aby wykonać rzutowanie należy określić punkt widzenia:

Tworzenie obrazu monoskopowego:

oko - położenie obserwatora, P - rzutowany punkt , R - rzut punktu P

R

widok obiektu

b)

P

R

oko

obiekt

a)

rzutnia

e

e

P

LR

PR

rzutnia

Lewe oko

Prawe oko

obiekt

a)

LR

PR

widok dla:

lewego oka

b)

prawego oka

Tworzenie obrazu

Tworzenie obrazu

stereoskopowego:

stereoskopowego:

P - rzutowany punkt,

P - rzutowany punkt,

LR

LR

- rzut punktu P dla lewego

- rzut punktu P dla lewego

oka,

oka,

PR

PR

- rzut punktu P dla prawego

- rzut punktu P dla prawego

oka.

oka.

Obliczenia oświetlenia:

Obliczenia oświetlenia:

Jasność jest rozkładem luminancji

Jasność jest rozkładem luminancji

(I

(I

R

R

, I

, I

G

G

, I

, I

B

B

), obliczanym z

), obliczanym z

modelu oświetlenia - algorytmu

modelu oświetlenia - algorytmu

opisującego sposób oddziaływania

opisującego sposób oddziaływania

światła na obiekt.

światła na obiekt.

Obliczenie jasności

Obliczenie jasności

wierzchołków na podstawie

wierzchołków na podstawie

informacji o źródłach

informacji o źródłach

światła i materiałach.

światła i materiałach.

A









N

N

Dla każdego wierzchołka trójkąta
wylicza się współrzędne (u,v) na
mapie tekstury.

Obliczenie współrzędnych tekstury

Obliczenie współrzędnych tekstury

Etap

Etap

rasteryzacji

rasteryzacji

Etap

Etap

rasteryzacji

rasteryzacji

Cieniowanie powierzchni barwą przy
uwzględnieniu
koloru, tekstury, przezroczystości.

Wykrywanie powierzchni widocznych

Wykrywanie powierzchni widocznych algorytmem Z-bufora: szukanie dla

każdego piksela współrzędnej z ścianki leżącej najbliżej rzutni.

Z -
bufor

Z -
bufor

Cieniowanie
Gourauda

Cieniowanie
Gourauda



Interpolacja liniowa między kolorami wierzchołków 1,2 oraz
1,3. otrzymujemy barwy odpowiednio na lewej i prawej
krawędzi.



Interpolacja liniowa na linii przeglądania między barwami na
krawędziach.

Etapy cieniowania kolejnej linii
przeglądania:

Linia

Linia

przeglądania

przeglądania

1

1

2

3

Interpolacja między czterema
sąsiednimi tekselami:

kolor_piksela

= w

k

C

k

dla

k =

1,2,3,4.

C

k

-

kolor teksela,

w

k

-

waga

Obraz: (a) bez filtracji, (b) po filtracji
dwuliniowej

i i+1

i i+1

j

j

j+1

j+1

Interpolacja dwuliniowa (

Interpolacja dwuliniowa (

ang. bilininear filtering

ang. bilininear filtering

)

)

Filtrowanie tekstury

Filtrowanie tekstury

Mapa tekstury obiekt daleki
obiekt bliski

Mipmapping

Mipmapping

Bez mipmappingu (a), z mipmappingiem (b)

Ciąg map dla mipmappingu
Mipmapa

R

G

B

Mipmapa: sposób
uporządkowania pamięci dla
trójkolorowej piramidy
(zbioru) map RGB o rozmiarze
2

n

2

n

.

Składowe RGB piksela
K obliczane są przez
interpolację
dwuliniową tekseli 1-
4.

Składowe RGB piksela
L obliczane są przez
interpolację
dwuliniową tekseli 5-
8.

Kolor piksela P liczony
jest przez interpolację
liniową między K i L.

Interpolacja trzyliniowa (

Interpolacja trzyliniowa (

ang.

ang.

trilinear

trilinear

filtering)

filtering)

Kolor mgły C

m

mieszany jest z kolorami obiektów

sceny C

o

:

C f d C

f d C

m

o





 



( )

(

( ))

1

gdzie f(d) - funkcja zmiany gęstości mgły wraz z
odległością d od obserwatora.

C

m

= (0.9, 0.9,

0.9)

C

m

= (0, 0, 0)

Mgła

Mgła

Pamięć związana z każdym pikselem, wykorzystywana do
pamiętania wartości nieprzezroczystości (ang. opacity)
lub pokrycia piksela jako wartości z zakresu <0,
1>:



 = 0 -

piksel całkowicie przezroczysty



 = 1 - piksel całkowicie nieprzezroczysty



0 <  < 1 - piksel częściowo nieprzezroczysty

Przezroczystość z kanałem alfa (alpha

blending)

Przezroczystość z kanałem alfa (alpha

blending)

tło

szyba /
pleksi

Kierunek
patrzeni
a

Kolor piksela:

(R,G,B) =  · (R,G,B)

obiektu

+ (1 - ) ·

(R,G,B)

tła

 - ułamkowa wartość nieprzezroczystości szkła/pleksi

Schodkowa linia rysowana na urządzeniu o

Schodkowa linia rysowana na urządzeniu o

mniejszej (a) i większej (b) rozdzielczości

mniejszej (a) i większej (b) rozdzielczości

Antyaliazing

Antyaliazing

Kolor piksela:

(R,G,B) =  (R,G,B)

linii

+ (1 -

)(R,G,B)

tła