Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Grafika komputerowa Wykład 8 Wstęp do wizualizacji 3D.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Grafika komputerowa Wykład 8 Wstęp do wizualizacji 3D."— Zapis prezentacji:

1 Grafika komputerowa Wykład 8 Wstęp do wizualizacji 3D

2

3 Rendering = wizualizacja –process tworzenia obrazu syntetycznego Skrajnie uproszczone techniki wizualizacyjne wykorzystują grafikę wektorową Realistyczne techniki wizualizacji wykorzystują grafikę rastrową.

4 Celem wizualizacji 3D jest wygenerowanie obrazu syntetycznego na podstawie opisu sceny tak, aby dawał on wrażenie oglądania modelowanej sceny w świecie rzeczywistym. Symulacja zjawisk optycznych i transportu światła w scenie Wyświetlenie wyników symulacji – generowanie obrazu rastrowego Model sceny Obraz rastrowy Model sceny – opis wszystkich elementów sceny rzeczywistej związanych z przepływem światła od ich pierwotnych źródeł do sensora obrazu (matryca CCD/CMOS w cyfrowym aparacie fotograficznym, błony filmowej w tradycyjnym aparacie, siatkówki oka).

5 Elementy opisu sceny: Opis geometrii obiektów sceny (np. CSG, reprezentacja brzegowa, funkcje uwikłane, płaty powierzchni, reprezentacja kroplowa, reprezentacje wolumetryczne) Atrybuty powierzchni: określone przez postać modelu powierzchni oraz modelu oświetlenia Atrybuty materiałowe – używane w przypadku brył z materiałów przezroczystych ( np. woda, szkło, przezroczyste tworzywa sztuczne …) Opis pierwotnych źródeł światła: pozycja, emitowany strumień świetlny lub światłość, kolor (rozkład spektralny emitowanej energii Parametry obserwatora (kamery): pozycja, kierunek patrzenia, kat obserwacji, kąt obrotu wokół osi kamery, rozdzielczość i/lub proporcje obrazu Specyfikacja własności ośrodka (mgła, zadymienie, chmury, perspektywa powietrzna)

6 Generowanie obrazów scen 3D: Analiza widoczności - określenie widocznych w danym punkcie obrazu fragmentów obiektów (co widać ???) Cieniowanie (ang. shading) określenie koloru obiektu w danym punkcie obrazu tak jak jest on postrzegany z zadanego punktu obserwatora (jak to postrzegamy ???)

7 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów Rendering obrazu rastrowego Co jest widoczne przez piksel obrazu Jak to postrzegamy = + Podstawowe uproszczenia: Brak cieni Brak załamania światła – na granicach ośrodka Brak odbić lustrzanych Oświetlenie tylko z pierwotnych źródeł światła – nie uwzględniamy rozproszenia światła na powierzchniach matowych (np. ściany, syfit) Uproszczony model powierzchni – nie uwzględniamy kierunkowych własności powierzchni (np. powierzchnia płyty CD)

8 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów Przykłady wizualizacji – technika uproszczona

9 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów J. Sas: Zaawansowane Metody Grafiki Komputerowej - Wstęp Przykłady wizualizacji – analiza cieni

10 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów Przykłady wizualizacji – dodany substytut światła rozproszonego

11 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów J. Sas: Zaawansowane Metody Grafiki Komputerowej - Wstęp Przykłady wizualizacji – analiza światła rozproszonego, załamanie i skupienie światła

12 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów J. Sas: Zaawansowane Metody Grafiki Komputerowej - Wstęp Przykłady technik zaawansowanych

13 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów J. Sas: Zaawansowane Metody Grafiki Komputerowej - Wstęp Przykłady technik zaawansowanych

14 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów © Integra Inc, Japan Przykłady technik zaawansowanych

15 © Integra Inc, Japan Przykłady technik zaawansowanych

16 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów © Integra Inc, Japan Przykłady technik zaawansowanych

17 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów © Integra Inc, Japan Przykłady technik zaawansowanych

18 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów © Integra Inc, Japan

19 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów Przykłady technik zaawansowanych – odbicia lustrzane

20 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów Przykłady technik zaawansowanych – odbicia lustrzane

21 © J. Sas - Cyfrowe przetwarzanie obrazów J. Sas: Zaawansowane Metody Grafiki Komputerowej - Wstęp © Integra Inc, Japan Przykłady technik zaawansowanych

22 Geom 1 Scena w ukl. wsp. światła Parametry obserwatora Geom 2 Geom n Scena w ukl. wsp. obserwatora Widoczne fragmenty obiektów Określenie widoczności Obraz Parametry źródeł światła Parametry powierzchni Parametry ośrodka + + Obliczenia oświetleniowe (model oświetlenia) T1 T2T2 TnTn T 1, T 2, T n – macierze transformacji Potok wizualizacji (ang. Rendering pipeline) – sekwencja operacji prowadząca od opisu sceny do jej syntetycznego obrazu

23 Model oświetlenia – formuła (procedura, algorytm) określający postrzegany kolor powierzchni na podstawie informacji o oświetleniu obserwowanego punktu (iluminacji) oraz jego własności powierzchniowych (modelu powierzchni) Iluminacja Model powierzchni Model oświetlenia Postrzegany kolor Pierwotne źródła światła Wtórne źródła światła – POMIJAMY !!!

24 Dla uproszczonego modelu oświetlenie i powierchni izotropowych (tzn. wyglądających tak samo niezaleznie od obrotu wokół wektora normalnego): zdolność do rozpraszania światła: k dR, k dG, k dB współczynniki połyskliwości: k sR, k sG, k sB współczyniki połyskliwości: g zdolność do rozpraszania światła otaczajacego: k aR, k aG, k aB luminancja własna: S R, S G, S B Model powierzchni – zbiór parametrów charakteryzujących własności powierzchni związane z je oddziaływaniem z padającym na nią i reemitowanym w zadanym kierunku światłem. Uproszczone modele odtwarzają tylko niektóre efekty swietlne, np. rozproszenie światła i połyskliwość.

25 L c - luminancja w kierunku obserwatora dla składowej C modelu RGB; inaczej – wartość składowej C do wyświetlenia w obrazie rastrowym E iC - światłość i-tego źródła światła dla komponentu C, r i - odległość do i-tego światła, N - wektor jednostkowy prostopadły do powierzchni, I i - wektor jednostkowy w kierunki i-tego światła, O - wektor jednostkowy w kierunku obserwatora, O S - kierunek odbicia wektora obserwatora, A C - natężenie oświetlenia od jednorodnego światła rozproszonego dla składowej C. Model oświetlenia Phonga – jeden z najprostszych modeli oświetlenia odtwarzający efekt oświetlenia powierzchni rozpraszających światło (dyfuzyjnych), efekt połyskliwości oraz oświetlenie jednorodnym światłem otaczającym (ang. ambient light) - substytut oświetlenia światłem rozproszonym na innych powierzchniach) N O EiEi IiIi OSOS riri

26 © Wikipedia at the article on Phong shading Przykłady obrazów uzyskanych przy zastosowaniu modelu Phonga k d =k s =0, k a > 0, A > 0 k d > 0, k s =0 k a = 0 lub A = 0 k d > 0, k s > 0 k a = 0 lub A = 0 k d = 0, k s > 0 k a = 0 lub A = 0


Pobierz ppt "Grafika komputerowa Wykład 8 Wstęp do wizualizacji 3D."

Podobne prezentacje


Reklamy Google