'

Локальные и глобальные модели освещения.

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Локальные и глобальные модели освещения. Фролов Владимир. 25 сентября 2006г.


Слайд 1

Что такое освещение и зачем оно нужно?


Слайд 2

Свойства поверхностей Отражающие (преломляющие) характеристики поверхности определяются отражающими(преломляющими) способностями по отношению к волнам различной длины BRDF – Bidirectional Reflectance Distribution Function, определяется как функция вероятности отражения поверхностью под углом j луча, падающего под углом i. BTDF - Bidirectional Transmitted Distribution Function BSSRDF - bidirectional surface scattering reflectance distribution function Функция Поверхностного Рассеивания, Отражения и Распределения).


Слайд 3

С металлом все нормально, а вот с кожей и листьями? BRDF BSSRDF (BRDF + BTDF + BSSRDF ) && color


Слайд 4

Что есть расчет освещения? Интеграл освещенности. L(?i,?i) – это функция, описывающая общее освещение, падающее в точку x под всеми возможными углами в пределах полусферы. R(?i,?i, ?r,?r) – BRDF. I(?r,?r) – это функция, которая дает значения интенсивности света, отражаемой поверхностью под разными углами.


Слайд 5

В чем разница между локальными и глобальными моделями освещения? Локальная модель не рассматривает процессы светового взаимодействия объектов сцены между собой, а только расчет освещенности самих объектов Глобальные модели стараются учитывать законы физики: вторичные переотражения, преломления, корректное распределение световой энергии (диффузное рассеяние)


Слайд 6

Локальная модель освещения (модель Фонга) Взаимодействие света с поверхностью: Ambient Ia = Rsambient*Iambient Diffuse Id = Rsdiffuse*Idiffuse*(n,l) Specular Is = Rsspecular*Ispecular*(r,v)sp Total Itotal = Ia + Id + Is


Слайд 7

Локальная модель освещения (модель Фонга) Виды источников света: Направленное освещение I = I0 Точечные источники I = I0/(kc + kl*d +kq*d2) Световые пятна 1) За пределами светового конуса I = 0; 2) Во внутреннем конусе I = I0/(kc + kl*d +kq*d2) 3) Во внешнем конусе I = (I0/(kc + kl*d +kq*d2)) * ( (cos? – cos?*)pf/(cos?* -cos?*) ) ? – угол внешнего конуса (?* = ?/2; ?* = ?/2;) ? – угол внутреннего конуса ? – угол между осью конуса и направлением на освещаемую точку


Слайд 8

Локальная модель освещения Существуют разновидности модели затенения по Фонгу: Blinn, Cook-Torrance и Ward (anisotropic). Blinn изменяет размер зеркальной подсветки в зависимости от направления на наблюдателя. Cook-Torrance является логичным развитием модели Blinn, делая подсветку зависящей еще и от длины волны. Ward (anisotropic shading) позволяет определять преимущественное направление шероховатостей поверхности и изменять форму подсветки в зависимости от такого направления.


Слайд 9

Локальная модель освещения Модель Фонга + Закраска по Фонгу Анизотропная модель затенения


Слайд 10

Глобальные модели освещения Radiosity Ray Tracing (прямая трассировка) Ray Casting (обратная трассировка) Distributed Ray Tracing (DRT), он же Stochastic Ray Tracing Photon Mapping


Слайд 11

Radiosity Поверхности всех объектов трехмерной сцены разбиваются на плоские небольшие участки – патчи (patch) Плотность потока энергии(radiosity), приходящей в данный патч, является суммой потоков от всех остальных патчей. Необходимо учесть взаимную ориентацию и расстояние патчей. Для этого вводится форм-фактор.


Слайд 12

Radiosity Расчет форм-фактора


Слайд 13

Radiosity Адаптивное разбиение патчей на более мелкие по площади в областях с тоновым градиентом – например, на границах теней


Слайд 14

Radiosity Преимущества: позволяет точно находить диффузную освещенность сцен. Не самая низкая скорость (при соответствующей оптимизации) Недостатки: Только диффузное освещение, нет caustics, трудности в расчете больших открытых сцен


Слайд 15

Ray Tracing и Ray Casting Ray Tracing (прямая трассировка) Ray Casting (обратная трассировка)


Слайд 16

Ray Tracing и Ray Casting Основные достоинства рекурсивного метода обратной трассировки лучей – расчет теней, многократных отражений и преломлений. Основные недостатки: неучет вторичного освещения от диффузно отраженного объектами света, нет caustics


Слайд 17

Distributed Ray Tracing (DRT) Лучи должны "расщепляться" на несколько дополнительных лучей, распространяющихся в направлении "родительского" луча. Основа DRT – сэмплирование (усреднение цвета).


Слайд 18

Distributed Ray Tracing (DRT) стандартные возможности DRT: сэмплирование пиксела подавляет aliasing; сэмплирование линз камеры создает depth of field; сэмплирование во времени приводит к motion blur; сэмплирование отражений (reflection) размывает отражения; сэмплирование преломлений (transmission) размывает прозрачность; сэмплирование источников света дает мягкие тени с размытыми краями (penumbras); сэмплирование длин волн света (wavelength) позволяет рассчитывать дисперсию.


Слайд 19

Distributed Ray Tracing (DRT) DRT очень качественный и очень "дорогой" метод расчетов Дисперсия Размытые тени


Слайд 20

Фотонные карты Первый проход – трассировка фотонов. Запоминаем информацию об ударах фотонов о поверхности в фотонных картах Второй проход - модифицированный стохастический рейтресинг. (или можно просто отрендерить сцену)


Слайд 21

Фотонные карты Охватывает все эффекты геометрической оптики.


Слайд 22

Вопросы???


×

HTML:





Ссылка: