(Luận văn) nghiên cứu hiệu ứng bóng đổ từ hai nguồn sáng trong biểu diễn vật thể 3d

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH lu an n va to TRONG BIỂU DIỄN VẬT THỂ 3D p ie gh tn NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG BÓNG ĐỔ TỪ HAI NGUỒN SÁNG d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH z an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN m co l gm @ Thái Nguyên 2019 ac th si ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH lu an va n NGHIÊN CỨU HIỆU ỨNG BÓNG ĐỔ TỪ HAI NGUỒN SÁNG to p ie gh tn TRONG BIỂU DIỄN VẬT THỂ 3D nl w Chuyên ngành: Khoa học máy tính d oa Mã số: 8480101 an lu nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH z at nh oi lm ul Người hướng dẫn khoa học: TS VŨ ĐỨC THÁI z an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN m co l gm @ Thái Nguyên 2019 ac th si LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Thị Hồng Hạnh Sinh ngày: 09/08/1984 Học viên lớp cao học CHK16A - Trường Đại học Công nghệ Thông tin & Truyền thông - Đại học Thái Nguyên Xin cam đoan: Đề tài “ Nghiên cứu hiệu ứng bóng đổ từ hai nguồn sáng biểu diễn vật thể 3D”do TS Vũ Đức Thái hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ lu rõ ràng an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu làm việc nghiêm túc, động viên, giúp đỡ hướng dẫn tận tình Thầy giáo hướng dẫn TS Vũ Đức Thái, luận văn với Đề tài “ Nghiên cứu hiệu ứng bóng đổ từ hai nguồn sáng biểu diễn vật thể 3D” Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS Vũ Đức Thái tận tình dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn lu Ban Giám hiệu, khoa Công nghệ thơng tin, phịng Đào tạoTrường Đại an học Cơng nghệ Thông tin Truyền thông giúp đỡ trình học va n tập thực luận văn to gh tn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động ie viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt trình học tập, thực p hoàn thành luận văn nl w Thái Nguyên, ngày 30 tháng 07 năm 2019 d oa Tác giả luận văn nf va an lu z at nh oi lm ul Nguyễn Thị Hồng Hạnh z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN .4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG VÀ BÀI TỐN HIỂN THỊ MƠ HÌNH 3D .4 1.1 Tổng quan Thực ảo 1.1.1 Thực ảo 1.1.2 Các sản phẩm Thực ảo .5 lu an 1.2 Môi trường ngơn ngữ lập trình va 1.2.1 Công cụ, phần mềm sử dụng n 1.2.2 Bài tốn mơ thực ảo 10 gh tn to 1.2.3 Ứng dụng thực ảo trưng bày ảo 12 p ie 1.3 Kết luận 14 CHƯƠNG MỘT SỐ KỸ THUẬT HIỂN THỊ MƠ HÌNH 3D .16 nl w 2.1 Ánh sáng 16 d oa 2.2 Một số đơn vị đo lường ánh sáng 18 an lu 2.3 Hàm phân phối phản xạ hai chiều (BRDF) 22 nf va 2.4 Nguồn sáng phân loại nguồn sáng 25 2.5 Phương trình chiếu sáng 27 lm ul 2.6 Thuật toán Occlusion – Culling 28 z at nh oi 2.7 Thuật toán Bump Mapping 33 2.8 Kỹ thuật biểu diễn bóng đổ 45 z 2.9 Phát triển toán ứng dụng .51 gm @ Chương MƠ PHỎNG HIỆU ỨNG BĨNG ĐỔ TỪ HAI NGUỒN SÁNG l TRONG BIỂU DIỄN VẬT THỂ 3D 53 m co 3.1 Bài tốn mơ vật bảo tàng .53 3.1.1 Yêu cầu với thực nghiệm 54 an Lu 3.1.2 Xây dựng sở liệu mô 55 http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 3.2 Phân tích, lựa chọn cơng cụ 55 3.3 Một số kết thực nghiệm tối ưu mô hình .56 3.4 Kết luận .61 KẾT LUẬN .62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN ac th si PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong năm gần thực ảo lĩnh vực quan tâm phát triển, ngày chứng tỏ vai trị phát triển cơng nghệ thơng tin nói riêng lĩnh vực đời sống, xã hội nói chung Hiện thực ảo ứng dụng phổ biến nhiễu lĩnh vực khác Quân sự, giáo dục, kỹ thuật - xây dựng, giải trí, vv… Trong ứng dụng đồ họa ba chiều thời gian thực nói chung lu ứng dụng trưng bày ảo nói riêng tạo hình ảnh chân thật Ánh sáng an yếu tố quan trọng có ảnh hưởng nhiều đến việc biểu diễn bề mặt đối tượng, va n yếu tố mà ứng dụng ba chiều khơng thể bỏ qua Việc tính toán gh tn to ảnh hưởng ánh sáng lên biểu diễn bề mặt đối tượng thể thông ie qua hai hiệu ứng hiệu ứng bóng bề mặt (Shading) hiệu ứng bóng p đổ (Shadow) nl w Bóng đổ phần giới thực, đơi với ánh sáng bóng, chúng d oa xuất tách rời tính tốn hiệu ứng bóng an lu công việc thiếu hệ thống thực ảo trưng bày ảo nf va Vì em lựa chọn luận văn với đề tài “Nghiên cứu hiệu ứng bóng đổ từ lm ul hai nguồn sáng biểu diễn vật thể 3D” cụ thể mô tả lại số vật thông tin vật, v.v… z at nh oi bảo tàng, qua khách tham quan đến bảo tàng, xem hiểu biết Đối tượng phạm vi nghiên cứu z Đối tượng nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật biểu diễn @ co lĩnh vực thực ảo đồ họa ba chiều l gm biến đổi đối tượng tác động ánh sáng điều kiện môi trường m Phạm vi nghiên cứu kỹ thuật mô phỏng, hiển thị liệu 3D thực an Lu ảo Nghiên cứu kỹ thuật tính tốn đồ chiếu sáng ứng dụng kết http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si hợp đồ chiếu sáng cho ứng dụng trưng bày ảo Và nghiên cứu tập trung vào vấn đề xác định mơ bóng vật thể chiếu từ hai nguồn sáng, nguồn sáng di chuyển, thay đổi theo phương khác nhau, cường độ khác nhau; vật thể có kết cấu chiếm chỗ không gian khác nhau… Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu lý thuyết, thu thập, phân tích tài liệu có liên quan đề tài Mô ảnh hưởng nguồn sáng vào biểu diễn bề mặt lu đối tượng ba chiều Mục tiêu cụ thể nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng an hiệu ứng bóng bề mặt vật thể trưng bày không gian ba chiều va n Lựa chọn vật thể không gian thích hợp để phân tích hình ảnh Vận dụng thuật tốn cài đặt chương trình mơ thể hiệu ứng tạo bóng ie gh tn to thực tiễn làm sở đối chứng cho kết cài đặt p số vật thể tác động hai nguồn sáng nl w Phương pháp nghiên cứu d oa Phương pháp nghiên cứu đề tài luận văn sử dụng kết hợp an lu nghiên cứu lý thuyết với nghiên cứu thực nghiệm, cụ thể: nf va a Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: lm ul Thu thập tài liệu, đọc hiểu kiến thức Đồ họa máy tính, Thực bóng đổ từ hai nguồn sáng z at nh oi ảo; Nghiên cứu số kỹ thuật mô phỏng, hiển thị liệu 3D hiệu ứng b Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: z Nghiên cứu xây dựng sở liệu ảnh 3D hiệu ứng bóng đổ từ hai l gm @ nguồn sáng http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN an Lu Ý nghĩa khoa học đề tài m đặt thử nghiệm với số mẫu liệu co Nghiên cứu, đánh giá lựa chọn phương pháp, giải pháp công nghệ cài ac th si Phát triển thuật tốn mơ 3D vào ứng dụng cụ thể (mô tượng tự nhiên, trưng bày, hoạt hình) Hỗ trợ cho Bảo tàng văn hóa dân tộc Việt Nam trưng bày vật lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN ac th si CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MƠ PHỎNG VÀ BÀI TỐN HIỂN THỊ MƠ HÌNH 3D 1.1 Tổng quan Thực ảo 1.1.1 Thực ảo Thực ảo (Virtual reality_VR) hệ thống mơ đồ họa máy tính sử dụng để tạo giới "như thật" Hơn nữa, giới "nhân tạo" không tĩnh tại, mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu lu vào) người sử dụng (nhờ hành động, lời nói, ) Điều xác định đặc an va tính VR, tương tác thời gian thực Thời gian thực có nghĩa n máy tính có khả nhận biết tín hiệu vào người sử dụng thay gh tn to đổi giới ảo Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi p ie hình theo ý muốn bị thu hút mô Tương tác khả thu hút VR góp phần lớn vào cảm giác đắm chìm, cảm giác trở thành oa nl w phần hành động hình mà người sử dụng trải nghiệm d Nhưng VR đẩy cảm giác "thật" nhờ tác động lên tất nf va an lu kênh cảm giác người z at nh oi lm ul z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN an Lu Hình 1.1: Một hệ thống VR Viện Fraunhofer (CHLB Đức) ac th si 51 2.9 Phát triển toán ứng dụng Trưng bày ảo lĩnh vực ứng dụng giải nhiều vấn đề đời sống thực tế Trong bảo tàng, trưng bày ảo ứng dụng để tạo phịng trưng bày ảo, qua khách tham quan đến bảo tàng, xem hiểu biết thông tin vật, v.v bảo tàng mà không cần đến tận nơi Với hỗ trợ công nghệ này, người ta đưa vật ảo ngồi khơng gian thực để người tham quan xem chí tương tác sử dụng vật ảo thật Qua đó, giải nhiều lu vấn đề như: thiếu vật, bảo quản vật bảo tàng vấn đề an kinh tế (chi phí làm sản phẩm mẫu) thương mại va n Một vấn đề quan trọng cần nghiên cứu để xây dựng ứng gh tn to dụng trưng bày ảo ảnh hưởng mơi trường đến biểu diễn bề mặt đối ie tượng đặc biệt ảnh hưởng ánh sáng thông qua nguồn sáng đến biểu p diễn bề mặt đối tượng Ảnh hưởng nguồn sáng lên biển diễn bề mặt đối nl w tượng biết gồm hai phần ảnh hưởng đến việc hiển thị đối d oa tượng ảnh hưởng thứ hai làm thay đổi bề mặt đối tượng Ảnh hưởng an lu nguồn sáng lên hiển thị đối tượng thông qua chiếu sáng việc thiếu nf va phải có chiếu sáng có đồ họa ba chiều trưng bày ảo đồng lm ul thời trưng bày ảo có số đặc điểm riêng biệt nghiên cứu z at nh oi chiếu sáng chiếu sáng trưng bày ảo vấn đề cần thiết Trên thực tế đối tượng thay đổi theo thời gian nghiên cứu ảnh hưởng nguồn sáng điều kiện môi trường đến bề mặt đối tượng tác đụng z làm tăng chất lượng hình ảnh ứng dụng trưng bày ảo mà kết nghiên @ l gm cứu cịn sử dụng làm công cụ để trợ giúp cho việc trưng bày đối an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN m động ánh sáng môi trường co tượng thực làm chúng bị thay đổi, phá hủy theo thời gian tác ac th si 52 Mô ảnh hưởng nguồn sáng vào biểu diễn bề mặt đối tượng ba chiều sở phát triển hệ thống trưng bày ảo vật ảo ba chiều Cụ thể nghiên cứu hiệu ứng bóng đổ từ hai nguồn sáng không gian ba chiều Ứng dụng kết nghiên cứu vào xây dựng phần mềm trưng bày ảo cho số vật Bảo tàng Văn hóa dân tộc Việt Nam thành phố Thái Nguyên lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 53 CHƯƠNG MƠ PHỎNG HIỆU ỨNG BĨNG ĐỔ TỪ HAI NGUỒN SÁNG TRONG BIỂU DIỄN VẬT THỂ 3D Các ứng dụng mô nguồn sáng thực ảo phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác đời sống, xã hội v.v… Và người yêu cầu cao tính thực tế sản phẩm ứng dụng ảo tính chất bề mặt đối tưởng mơ phải thật chân thật ánh sáng đóng góp phần khơng nhỏ để thể lu tính chất đối tượng Gỗ, Sắt, Inox, Kính,…Tóm lại, chia an n va mơ ánh sáng thành loại loại nguồn sáng loại nhiều nguồn tn to sáng Tùy vào ứng dụng khác nhau, sử dụng nguồn sáng hợp gh lý, kết sử dụng nhiều nguồn sáng với cường độ, loại p ie nguồn sáng, mầu sắc nguồn sáng khác để sản phẩm ứng dụng thêm phong w phú đa dạng oa nl Chương luận văn ứng dụng kết nghiên cứu trong chương d từ xây dựng chương trình cài đặt thử nghiệm thuật tốn Qua đó, đánh giá lu nf va an xác phần nội dung lý thuyết trình bày chương minh chứng khả ứng dụng tìm hiểu nghiên cứu báo cáo lm ul luận văn z at nh oi 3.1 Bài tốn mơ vật bảo tàng Trong ứng dụng trưng bày ảo, chia thành hai phần độc lập không gian trưng bày nơi mà ta đặt vật ảo vào đó, z gm @ hai vật trưng bày Không gian trưng bày phòng cố định, l bố trí chiếu sáng khơng gian cố định m co ứng dụng kỹ thuật chiếu sáng toàn cục để tạo trước đồ chiếu sáng cho tồn an Lu khơng gian q trình kết xuất ảnh khơng gian sử dụng trực tiếp đồ chiếu sáng để tính ánh sáng cho điểm http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 54 không gian Các vật ảo đặt vào vị trí cho trước khơng gian trưng bày, vị trí ta thay đổi vật để tạo sinh động cho không gian, vật chiếu sáng để làm bật khơng gian sử dụng kỹ thuật chiếu sáng cục để chiếu sáng cho vật 3.1.1 Yêu cầu với thực nghiệm Với mục tiêu chiếu sáng mô hình 3D bóng đổ đồ vật khung cảnh, chương trình thực nghiệm phải đảm bảo tính lu nguồn sáng với cường độ, loại nguồn sáng, mầu sắc nguồn sáng Để tối an chiếu sáng mơ hình, cơng việc phải đọc hiển thị mơ va n hình Quá trình đọc hiển thị giúp người vận hành phần mềm thao tác ie gh tn to nhìn thấy kết phần mềm ứng dụng Tiếp đó, chương trình thực nghiệm cần xây dựng thành phần giúp p hiển thị tương tác 3D với mơ hình (các tính xoay mơ hình, xoay ánh nl w sáng, màu sắc ánh sáng,vv…) Để đảm bảo tính khách quan chương trình thực d oa nghiệm cần cho phép người vận hành chọn lựa nhiều mơ hình khác an lu thực nghiệm nf va Đặc biệt, phần quan trọng thiếu xây dựng chương trình lm ul phần hiển thị bóng đổ, bóng đổ phần giới thực, đôi với ánh z at nh oi sáng bóng, chúng ln xuất nhaukhơng thể tách rời,độ bóng mơ hình, với lần thiết lập người vận hành lựa chọn tham số từ sinh kết khác màu sắc ánh sáng, hướng chiếu z @ sáng bóng đổ mơ hình l gm Các thành phần thiếu phần mềm hệ thống giao diện an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN m chọn chạy hệ điều hành v.v… co tính khác kem theo chương trình sau biên dịch, lựa ac th si 55 3.1.2 Xây dựng sở liệu mơ Chương trình tiến hành xây dựng vật thể gồm: Cái chảo, cô gái, khung dệt vải, cối giã gạo,…Các mơ hình để thử nghiệm mơ hình dạng 3D, vật có Bảo tàng Các Dân Tộc Việt Nam dựng lại phần mềm 3Ds Max Sau xây dựng 3D xong, tiến hành xuất mô hình sang Fbx để tiến hành lập trình tương tác lu an n va p ie gh tn to w d oa nl Hình ảnh cối giã gạo lu 3.2 Phân tích, lựa chọn cơng cụ nf va an Dựa nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng mơ hình đổ bóng Mỗi cập nhật hướng sáng, màu sáng hay đèn chiếu sinh lm ul hướng bóng đổ độ bóng mơ hình khác z at nh oi Đầu vào chương trình mơ mơ hình 3D có kích thước bề mặt mơ hình khác Khi thay đổi thông số đầu vào z tính độ bóng bề mặt chúng, bóng đổ chúng sinh Các kết @ gm sinh cho giống với thực tế Tùy vào mơ hình khác mà việc trình m co l tính tốn chiếu sáng bề mặt mơ hình, bóng đổ thay đổi chương an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 56 Một vấn đề quan trọng xây dựng chương trình tối ưu hóa bề mặt lưới tảng đồ họa ngơn ngữ lập trình đồ họa Trong nội dung luận văn sử dụng ngơn ngữ lập trình Visual C# tảng lập trình đồhọa thuộc thư viện Unity Đây sản phẩm Engine Game cung cấp cho người dùng số phương thức đồ họa bản: tải thiết kế 2D, 3D vào hệ thống, vẽ ảnh 2D 3D, phương thức lập trình, tương tác với card đồ họa v.v Để xây dựng chương trình tối ưu hóa với cơng cụ mơ tả người lập lu trình phải thực công việc: xây dựng lớp quản lý đối tượng 3D an chương trình, xây dựng hàm tính số lượng lưới tam giác đối tượng, va n lập trình tình tốn bóng bề mặt bóng đổ dựa mơ hình sẵn có Với gh tn to lựa chọn mơi trường chun dụng Unity tạo điều kiện để người lập trình ie hiểu sâu hệ thống tương tác với card đồ họa p 3.3 Một số kết thực nghiệm tối ưu mơ hình nl w Như trình bày, chương trình cài đặt với ngơn ngữ lập trình d oa Visual C# cơng cụ hỗ trợ enginer Unity 3D, mơ hình đầu vào an lu định dạng với phần mở rộng *.fbx nf va Bước 1: Chạy chương trình z at nh oi lm ul Chọn biểu tượng chương trình để bắt đầu với tên “Bong.exe” z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu Hình 3.1: Biểu tượng chương trình ac th si 57 Bước 2: Giao diện khởi động chương trình Giao diện ban đầu vào chương trình lu an n va p ie gh tn to w Hình 3.2: Giao diện mở đầu oa nl Trong giao diện mở đầu chứa số hình ảnh giới thiệu định d nghĩa bóng Có tab tab “Trang Chủ” giới thiệu tổng quan an lu chương trình chức chương trình Tab “Mơ Phỏng’ thực nf va nghiệm chương trình lm ul Bước 3: Chọn tab “Mô Phỏng” z at nh oi Giao diện để truy cập vào phần mô phỏng: z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 58 lu an va n Hình 3.3: Giao diện thay đổi khung cảnh tn to Chọn phần “MÔ PHỎNG” menu bấm nút “BẮT ĐẦU” ie gh để chuyển vào phần thay đổi khung cảnh p Bấm nút Bắt đầu hình ảnh bóng để chuyển đổi khung cảnh d oa nl w Bước 4: Chọn khung cảnh Bóng nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN an Lu Hình 3.4: Mơ bóng ac th si 59 Các phần chức năng: - Xoay: Chọn vào đối tượng sau tích vào phần xoay phải trái - Tốc độ xoay: Điều chỉnh tốc độ xoay đối tượng - Xoay ánh sáng: Xoay góc nguồn sáng chiếu tới - Phịng bên trái: Xoay riêng ánh sáng phòng bên trái chọn xoay ánh sáng - Phòng bên phải: Xoay riêng ánh sáng phòng bên phải chọn xoay ánh sáng lu - Chỉnh cường độ ánh sáng: Thay đổi cường độ nguồn sáng chiếu tới an - Chỉnh màu sắc ánh sáng: Màu nguồn sáng va n Để menu để xem đối tượng bấm phím Q W: p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z Hình 3.5: Menu đối tượng m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 60 Để chọn ta chọn vào hình ảnh đối tượng riêng biệt để hiển thị lu an n va tn to Để tắt thị riêng phần menu đối tượng có dấu “X” chọn p ie gh Hình 3.6: Hiển thị riêng đối tượng nl w vào nút để trở toàn vật d oa Để quay trở lại bấm phím “Esc” nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 61 Bước 5: Hình ảnhtất vật phòng: lu an n va gh tn to p ie Hình 3.7: Hình ảnh tất vật phòng Kết luận w 3.4 oa nl Trong chương trình thực nghiệm mơ vật dùng d kỹ thuật chiếu sáng toàn cục chiếu nên vật ứng dụng cơng việc lu nf va an trình chiếu bảo tàng z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 62 KẾT LUẬN Kết đạt Luận văn thực nghiên cứu tốn biểu diễn mơ hình 3D vật thể tập trung vào vấn đề bóng đổ vật thể có nguồn sáng chiếu tới tự nhiên Từ lý thuyết vật lý quang học, tượng chiếu sáng, bóng vật, lý thuyết xây dựng mơ hình 3D vật, thuật tốn tính tốn khơng gian đồ họa thực ảo để biểu diễn bóng đổ vật tạo từ hai nguồn sáng Từ khảo sát thực tiễn xây lu dựng chương trình mô vài vật bảo tàng Văn hóa dân an n va tộc Việt Nam với hiệu ứng bóng đổ từ hai nguồn sáng khơng gian trưng trợ Enginer Unity 3D Chương trình thực nghiệm thực chức gh tn to bày Chương trình cài đặt với ngơn ngữ lập trình Visual C# cơng cụ hỗ p ie hiển thị tương tác 3D với mơ hình lồng ghép số vật thể không gian; cho phép xoay mơ hình quan sát theo nhiều góc khác nhau, thay đổi độ oa nl w sáng, màu sắc ánh sáng,vị trí chiếu sáng…) d Luận văn vận dụng tốt lý thuyết, thuật tốn vào mơ thành an lu côngmột số đối tượng 3D, thiết kế kịch biểu diễn không gian trưng bày nf va nhỏ bảo tàng, thể hình ảnh đặc trưng bóng đổ vật hai lm ul nguồn sáng khác nhau, tĩnh quay; Tuy nhiên chương trình thực z at nh oi nghiệm dừng việc mơ vật khơng gian trưng bày cố định, ánh sáng đơn sắc, chưa thể hiện tượng nhiễu thực tế Hướng phát triển: z gm @ Từ kết ban đầu, Luận văn phát triển biểu diễn khơng gian 3D có nhiều vật thể hơn, xử lý tượng phức tạp (với l co nhiều nguồn sáng chiếu) Hỗ trợ hoàn thiện phần mềm trưng bày ảo m bảo tàng thể ngày xác thuộc tính tự nhiên vật thể an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si 63 biểu diễn Những kết phát triển ứng dụng vào lĩnh vực khác tạo video, phim hoạt hình… Trong phạm vi lực nghiên cứu thời gian thực luận văn, luận văn thiếu sót, phần thực nghiệm cịn dạng thử nghiệm Em mong nhận góp ý thầy bạn để hồn thiện lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu TÀI LIỆU THAM KHẢO ac th si 64 Tiếng việt [1] Trịnh Xn Hùng, Lê Hải Khơi, Đỗ Năng Tồn, Trần Thanh Hiệp, Trịnh Hiền Anh, Hà Xuân Trường “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC TẠI ẢO TRONG BẢO TÀNG CÁC DI SẢN” Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT”, Đà Lạt 15-17/6/2006, tr 356-367 [2] Trần Thanh Hiệp, Đỗ Năng Toàn, Phạm Tấn Năm, Trịnh Hiền Anh (2005), “Một kỹ thuật tiếp cận tạo mơ hình chiều”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT”, Hải Phòng 25-27/8/2005, tr 631- lu 642 an [3] Lê Hải Khơi, Đỗ Năng Tồn, Phạm Thế Anh, Trịnh Xn Hùng (2005), va n “Một cách tiếp cận cho hiển thị hình ảnh chiều”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc to 404 ie gh tn gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT”, Hải Phòng 25-27/8/2005, tr 396- p [4] Trịnh Xuân Hùng, Trịnh Hiền Anh, Đỗ Văn Thiện, Hà Mạnh Toàn “Một nl w kỹ thuật tăng tốc tính tốn bóng cho hiển thị đối tượng 3d thực d oa ảo” Kỷ yếu hội thảo quốc gia “Nghiên cứu ứng dụng công an lu nghệ thông tin FAIR” Thái Nguyên 2014, tr 318-321 nf va [5] Trịnh Xuân Hùng, Đỗ Năng Toàn, Đỗ Văn Thiện "Một kỹ thuật ước lượng lm ul pháp tuyến bề mặt đối tượng dựa tập ảnh thu từ camera" Kỷ yếu hội thảo quốc gia “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin z at nh oi FAIR” Hà Nội 2015, tr 403-412 Tiếng anh z @ [6] ^ Appel A (1968) Some techniques for shading machine renderings of l gm solids AFIPS Conference Proc 32 pp.37-45 [7] Kajiya, J T (1986) "The rendering equation" Proceedings of the 13th co m annual conference on Computer graphics and interactive techniques http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN an Lu ACM CiteSeerX 10.1.1.63.1402 ac th si 65 [8] Lafortune, E, Mathematical Models and Monte Carlo Algorithms for Physically Based Rendering, (PhD thesis), 1996 [9] ^ Purcell, T J; Buck, I; Mark, W; and Hanrahan, P, "Ray Tracing on Programmable Graphics Hardware", Proc SIGGRAPH 2002, 703 – 712 See also Purcell, T, Ray tracing on a stream processor (PhD thesis), 2004 [10] Robison, Austin, "Interactive Ray Tracing on the GPU and NVIRT Overview", slide 37, I3D 2009 [11] Dudka, Kamil "RRV - Radiosity Renderer and Visualizer" Retrieved lu February 2013 an [12] Forsyth Ponce “Computer Vision A Modern Approach” va n [13] Van Oosterom, A; Strackee, J (1983) "The Solid Angle of a Plane to gh tn Triangle" IEEE Trans Biom Eng BME-30 (2): tr 125–126 p ie [14] http://mathforum.org/library/drmath/view/63767.html [15] Rusinkiewicz, S "A Survey of BRDF Representation for Computer nl w Graphics" Retrieved 2007-09-05 d oa [16] Wolfgang Heidrich “High Quality Shadingand Lighting for Hardware an lu accelerated Rendering” Erlangen–1999 nf va [17] Phong Bùi Tường, “Illumination for computer generated pictures”, lm ul Communications of ACM 18 (1975), no 6, tr 311–317 z at nh oi [18] BRENNAN, Tegan; MERITY, Stephen; WILSON, Taiyo Monte Carlo methods for improved rendering z m co l gm @ an Lu http://lrc.tnu.edu.vn n va Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN ac th si