13. Metody generacji realistycznych obrazów scen 3-D
ród
obiekt 2
obiekt 1
(x, y, z)
prosta rzutowania
Punkt
! " !! #$" % $& !!
" " '
( ! ) ) *+
%,"-. ! ?
13.2. Metody generacji realistycznych obrazów scen 3-D
• metoda próbkowania przestrzeni
• ""!
• metoda energetyczna
13.2.1. Metoda próbkowania przestrzeni
/ &0
1. 1$" ! !!,
%.- 2$& 22
(" !#$"+
Algorytm :
!, !!.$
!!#$" "#$""
rzutni.
!, "! .
" $%&" !!
kierunku ostatniego odbicia promienia.
Prosta wyznaczona przez ostatni kierunek odbicia
! . !!,%-"#
ród
obiekt 2
rzutni
obiekt 1
Wady metody:
1. ," "$ !!
.! 2 "!- 2!
#$"*#$"+
2. / & ) ! !
! ! #$" $
3. 3" " ,! )! 2
!!*,"!"
niepotrzebnie).
Whitted T. „An improved illumination model for shaded display”, Communications of the
ACM, vol. 23, No 6, 1980.
13.2.2.1.
4"," ., .-. "
.-
3
1
4
2
5
6
kierunek obserwacji
promie5pierwotny
promienie wtórne
obiekt 17 "! 5%
obiekt 27 , ",!%
obiekt 37 " 5%
obiekt 47 !! 5%
obiekt 57!#$" %
obiekt 67 5%!#$"
Algorytm:
Krok13!!&" *+
! "!, 5
wyznacza promienie wtórne.
6,"&". "
,. "!
!! "! .
. .-" 0
5
promienie wtórne
! - 2*-!- 2
! " #$",!+%
!!, ,! .
3
1
4
2
5
6
kierunek obserwacji
promie5pierwotny
promienie wtórne
-
5
promienie wtórne
Krok 3, !
,! . 8,!9 &!. :
! ,!!" "" .
. % ,!$
9&! 2:
5
+ + +
promienie wtórne
+
3*+ , " " "
9 &!. :,!.
• metody opisu geometrii sceny,
• " " " !2 $%
• .
" " "! 0
1. 3 - aliasingowe, powodowane
! 5!-2
• 9: .-! ) ,
• ,"! .- )!!
, 2 $ ,
! ! "! % $ .
!- 5! -.
-!-
2. / & ) ! " !!
6! "
!2 $- ! %
"!," !!
obiekt
P
5
s
lustro
(! ) ","! %
P ,"! " !!#$" s.
!! %P !!
#$" s " "
13.2.2.2. Podstawowe obliczenia geometryczne w
"! "! ,! ) "
! . 2 !! $
!,) ! !2 $
= { } = [
{ ]} = −
gdzie
= [ ]7 !-
= [ ] - jednostkowy wektor kierunkowy promienia
$!,"&-. &
),
= +
= +
(1)
= +
2. ;$!! !
+ + + = (2) gdzie
= [ ] - jednostkowy wektor normalny
!! !
7 ". )!! ! "
""$!," 2
( ")$*+" *'+
= { } = [
{ ]} = −
; !-!-$!!.,"u! ,
". )!, " !-
− + + +
=
+ +
lub w postaci wektorowej
− ⋅ +
=
⋅
( ⋅ = % 5$ . "
!! ! !
Dla wyznaczonego u $!,"!,
&-,,
= +
= +
= +
!$ 2
!2 $
= { } = [
{ ]} = −
<! 7$ !2 -
!! !,%$&
Przy pomocy metody opisanej w poprzednim punkcie
& !#) !, !
!! !-%$&
"!)! 5! &
"!) ! !! & -!
wieloboku.
= ""!,->
• 6& !! ) !,
"-!!! !"$!," 2
* !! -!! "+
3!! !,%$- ,! ,
na podstawie kryterium:
;! . ,"
$!,"
"!,%","!!,
! ,"! %9 $
:!,"!& !!,
-
+
-
-
+
+
+
-
(&!!,
!! ! & "! 2 2
!! 2!! 2!2 $
rzutów wieloboku „po tej samej stronie”, to punkt
& -!
13.2.2.3.
; !$&,! " "! "0
• ", !$"! " !.
promienia
• ",! !,)" "!
• ",., $
promienia
Dla skomplikowanego obiektu po wykonaniu wielu
!5 & !),%& 5!
obiektu.
= " !- 2
!, %$
powinny:
• 9 : )
• ) !
3! "-%! !
(& "! ,% & 5 !
!-% ! % & !
powierzchni obiektu.
2. ;"! !,)" "!
-& ," $!,!
%$ 5
= "22! 2 !- 2
8 !, !- ,
22!-*!, +
(& 5 ! 9 &!:
22% ! $& &" !
9&! 2:
3 ,,,- >
• 8, " * ),
$ !-,!
analizowanej sceny.
• !," ,
" *voxele).
• &". ? @" ! ,,
$%$ !, ,
!-
• "! %" ,
? &-. " "!!"
!"-, 22
3. ;"., $
Analiza wszystkich promieni pierwotnych nie zawsze jest konieczna.
Metoda redukcji liczby promieni pierwotnych
• 3 5 ! "!,
dla niektórych pikseli ekranu.
• Dla pikseli ekranu przez, które nie prowadzono
2! ) !!,
- !5