(Luận văn) nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG PHẠM THỊ PHƯƠNG NGA lu an n va NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO BÓNG BỀ MẶT p ie gh tn to CỦA VẬT THỂ VÀ ỨNG DỤNG d oa nl w Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 an lu ll u nf va LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH m oi NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC z at nh TS Vũ Đức Thái z m co l gm @ an Lu n va Thái Nguyên năm 2020 ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tên là: Phạm Thị Phương Nga Sinh ngày: 08/10/1979 Học viên lớp cao học CHK17A - Trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông - Đại học Thái Nguyên Hiện công tác tại: Trường THCS Quang Sơn - Đồng Hỷ - tỉnh Thái Nguyên Xin cam đoan: Đề tài “ Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt vật thể lu ứng dụng”, TS Vũ Đức Thái hướng dẫn cơng trình nghiên cứu an riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng va n Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn to tn nội dung đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tơi p ie gh hồn tồn chịu trách nhiệm trước hội đồng khoa học trước pháp luật nl w Thái Nguyên, ngày 17 tháng 09 năm 2020 d oa Tác giả luận văn ll u nf va an lu oi m Phạm Thị Phương Nga z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đức Thái, thầy giáo trực tiếp hướng dẫn khoa học cho q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo, cán trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên anh chị đồng nghiệp quan tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập nghiên cứu hồn thành chương trình học tập thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn anh, chị bạn học viên lớp lu Cao học Khoa học máy tính CK -17A, trường Đại học Cơng nghệ Thông tin an Truyền thông – Đại học Thái Nguyên động viên, giúp đỡ nhiệt n va tình chia sẻ với tơi kinh nghiệm học tập, cơng tác suốt khố học tn to Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người ie gh thân ln bên cạnh động viên tơi suốt q trình thực luận văn p tốt nghiệp nl w Mặc dù cố gắng, song luận văn tránh khỏi d oa thiếu sót, kính mong dẫn quý thầy cô bạn an lu Thái Nguyên, ngày 17 tháng năm 2020 ll u nf va Học viên oi m z at nh Phạm Thị Phương Nga z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục hình ảnh iv MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài lu an Chương TỔNG QUAN VỀ MƠ PHỎNG VÀ BÀI TỐN HIỂN THỊ va n MƠ HÌNH BĨNG BỀ MẶT tn to 1.1 Tổng quan thực ảo ie gh 1.1.1.Thực ảo p 1.1.2 Lịch sử phát triển thực ảo nl w 1.1.3 Ứng dụng thực ảo d oa 1.2 Mô hình 3D thực ảo an lu 1.3 Vai trị việc mơ khơng gian 3D 10 va 1.4 Mơ hình hóa mơ hình 3D 11 ll u nf 1.4.1 Hệ trục tọa độ 12 oi m 1.4.2 Kỹ thuật hiển thị mơ hình Bump Mapping 13 z at nh 1.4.3 Kỹ thuật xử lý ảnh hoa văn 19 1.4.4 Kỹ thuật Ánh xạ bề mặt chạm 20 z gm @ 1.4.5 Kỹ thuật sử dụng môi trường ánh xạ bump mapping .20 Chương MỘT SỐ KỸ THUẬT HIỂN THỊ BỀ MẶT CỦA VẬT THỂ l m co 3D 22 2.1 Kỹ thuật chiếu sáng 22 an Lu 2.2 Hiệu ứng ánh sáng 24 n va ac th si 2.2.1.Các hiệu ứng ánh sáng .24 2.3.Thuật toán chiếu sáng toàn cục 28 2.3.1.Một số thuật tốn chiếu sáng tồn cục .28 2.4.Kỹ thuật chiếu sáng cục 32 Chương MÔ PHỎNG TÁC ĐỘNG ÁNH SÁNG LÊN BỀ MẶT VẬT THỂ 44 3.1 Phân tích yêu cầu hệ thống 44 3.2 Phân tích chi tiết 45 3.2.1 Phân tích hình ảnh 45 3.2.2 Phân tích chức người dùng 46 lu 3.2.3.Phân tích yêu cầu biểu diễn 47 an n va 3.3 Thiết kế thuật toán 49 tn to 3.3.1.Thuật toán xác định hướng ánh sáng môi trường 49 3.3.2 Thuật tốn tính tốn tương tác vật thể xoay 50 gh p ie 3.4 Thiết kế giao diện 51 w KẾT LUẬN 57 d PHỤ LỤC oa nl TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si iv DANH MỤC HÌNH ẢNH lu an n va p ie gh tn to Hình 1.1 Một hình ảnh kết thực nghiệm 10 Hình 1.2 Hệ trục tọa độ Trục 12 Hình 1.3 Bề mặt đá nhà thờ đá Phát Diệm 14 Hình 1.4 Cây đổ bóng 15 Hình 1.5 Không gian tiếp tuyến 17 Hình 1.6 Sự phản xạ tia sáng bề mặt 18 Hình 2.1 Nguyên tắc đặt đèn trưng bày 23 Hình 2.2 Minh họa q trình sinh dị tia ray tracing 29 Hình 2.3 Các bước xử lý giải thuật Ray tracing 30 Hình 2.4 So sánh Scan line ray tracing 31 Hình 2.5 Chiếu sáng photon mapping 32 Hình 2.6 Các bước xử lý giải thuật Scan line 33 Hình 2.7 MAX cung cấp ba loại điều chỉnh điểm chốt 38 Hình 2.8 Use Selection Center (tâm tập chọn) 39 Hình 2.9 Transform Coordinate Center (tâm hệ tọa độ phép biến đổi) 39 Hình 2.10 Trước Occlusion Culling 40 Hình 2.11 Dung lượng phát triển bóng Culling 42 Hình 2.12 Một ảnh hoa văn phức tạp 43 Hình 3.1 Một số vật thể trưng bày 45 Hình 3.2 Bề mặt vật thể suốt 46 Hình 3.3 So sánh ảnh bị nhiễu sáng chỉnh sửa 46 Hình 3.4 Biểu đồ Use case 47 Hình 3.5 Sơ đồ phân tích 48 Hình 3.6 Mơ hình thuật tốn xác định hướng ánh sáng mơi trường 49 Hình 3.7 Sơ đồ khối phương pháp tích phân số hỗn hợp 51 Hình 3.8 Biểu diễn vật Trống với hướng chiếu sáng từ xuống 53 Hình 3.9 Biểu diễn vật Bình với hướng chiếu sáng từ xuống 54 Hình 4.0 Biểu diễn vật Cồng với hướng chiếu sáng từ xuống 55 Hình 4.1 Biểu diễn vật Giỏ với hướng chiếu sáng từ xuống 56 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 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 Trong thương mại, đặc biệt thương mại điện tử, trưng bày ảo nơi cho phép nhà sản xuất, nhà kinh doanh, v.v giới thiệu quảng bá sản phẩm đến người tiêu dùng cách đầy đủ xác Trong lĩnh vực văn hóa nghệ lu thuật, trưng bày ảo cơng cụ hữu hiệu để nghệ sỹ giới thiệu an n va quảng bá sản phẩm tinh thần đến với độc giả Trong hầu hết lĩnh dụng trưng bày ảo công cụ trực tiếp gián tiếp để giải vấn gh tn to vực thực tế tìm thấy vấn đề ứng dụng, sử p ie đề Thời gian gần với phát triền mạnh mẽ công nghệ Thực ảo, Thực ảo trộn, Thực tăng cường, tạo khả phát triển mạnh nl w mẽ cho việc phát triển ứng dụng trưng bày ảo Với hỗ trợ công d oa nghệ này, người ta đưa vật ảo ngồi khơng gian thực an lu để người tham quan xem chí tương tác sử dụng vật ảo va thật Qua đó, giải nhiều vấn đề như: thiếu vật, bảo quản ll m thương mại u nf vật bảo tàng vấn đề kinh tế (chi phí làm sản phẩm mẫu) oi Để xây dựng ứng dụng thực tế sử dụng công nghệ trưng bày ảo có z at nh nhiều vấn đề đặt cần nghiên cứu giả ví dụ như: vấn đề z xây dựng tối ưu hóa mơ hình để sử dụng được, vấn đề quản lý gm @ thông tin bao gồm thơng tin vị trí trưng bày vật, vấn l đề tính tốn va chạm gi ữa vật ảo với mơi trường thật, v.v m co Vấn đề quan trọng ứng dụng đồ họa ba chiều thời gian thực nói chung ứng dụng trưng bày ảo nói riêng tạo hình ảnh an Lu chân thật Để có hình ảnh điều quan trọng tính tốn n va ac th si tác động môi trường lên biểu diễn bề mặt đối tượng Các tác động mơi trường lên bề mặt đối tượng phân thành hai loại chính: tác động không làm thay đổi chất bề mặt đối tượng mà làm thay đổi hình ảnh từ người quan sát; hai tác động làm thay đổi kết cấu, tính chất, đặc điểm bề mặt chí đặc điểm hình học đối tượng Với loại thứ nhất, thể tác động làm thay đổi hình ảnh quan sát đối tượng Việc tính tốn tác động chất, trình kết xuất ảnh hai chiều từ đối tượng, góc quan sát điều kiện mơi trường, tồn trình gọi (Rendering) [7, 22] Trong Rendering yếu tố nội đối tượng, ánh sáng yếu tố quan trọng có ảnh hưởng lu an nhiều đến việc biểu diễn bề mặt đối tượng, yếu tố mà ứng dụng ba n va chiều khơng thể bỏ qua Việc tính toán ảnh hưởng ánh sáng lên biểu tn to diễn bề mặt đối tượng thể thông qua hai hiệu ứng hiệu Nghiên cứu bóng bề mặt nghiên cứu quan trọng p ie gh ứng bóng bề mặt (Shading) hiệu ứng bóng đổ (Shadow) w đồ họa ba chiều thời gian thực Có nhiều kỹ thuật tơ bóng đề xuất oa nl sử dụng rộng rãi kể đến kỹ thuật tơ bóng d Gouraud [7] đề xuất năm 1971 kỹ thuật tảng cho an lu kỹ thuật tiếp theo; kỹ thuật tơ bóng Phong [12] Phong Blinn [2] hai kỹ u nf va thuật cài đặt sử dụng rộng rãi Ngoài kỹ thuật kỹ thuật sử dụng đồ phụ trợ ll oi m Normal Mapping, Parallax Mapping, Displacement Mapping [5, 16, 18] z at nh nhằm làm tăng độ chi tiết bề mặt đối tượng không làm thay đổi số lượng đa giác biểu diễn sử dụng rộng rãi z Vấn đề tơ bóng vấn đề kinh điển nghiên cứu từ lâu @ gm nhiên phải đáp ứng yêu cầu thời gian thực nên việc tơ bóng cho đối l tượng như lơng, tóc, khói, mây, đối tượng lỏng, v.v việc thể m co hiệu ứng gương, khúc xạ, thấu kính, v.v vấn đề khó tiếp tài liệu tham khảo [9, 10, 11, 14, 20] an Lu tục nghiên cứu Các cơng trình nghiên cứu tiêu biểu xem n va ac th si Một vấn đề quan trọng cần nghiên cứu để xây dựng ứng dụng trưng bày ảo ảnh hưởng môi trường đến biểu diễn bề mặt đối tượng đặc biệt ảnh hưởng ánh sáng thông qua nguồn sáng đến biểu diễn bề mặt đối tượng Ảnh hưởng nguồn sáng lên biển diễn bề mặt đối tượng biết gồm hai phần ảnh hưởng đến việc hiển thị đối tượng ảnh hưởng thứ hai làm thay đổi bề mặt đối tượng Ảnh hưởng nguồn sáng lên hiển thị đối tượng thông qua chiếu sáng việc thiếu phải có chiếu sáng mời có đồ họa ba chiều trưng bày ảo đồng thời trưng bày ảo có số đặc điểm riêng biệt nghiên lu cứu chiếu sáng chiếu sáng trưng bày ảo vấn đề cần thiết an n va Trên thực tế đối tượng thay đổi theo thời gian nghiên cứu ảnh tn to hưởng nguồn sáng điều kiện môi trường đến bề mặt đối tượng gh tác đụng làm tăng chất lượng hình ảnh ứng dụng trưng bày p ie ảo mà kết nghiên cứu cịn sử dụng làm công cụ để trợ giúp w cho việc trưng bày đối tượng thực làm chúng bị thay đổi, phá hủy oa nl theo thời gian tác động ánh sáng môi trường d Nhận biết quan trọng đó, với mục đích mơ ảnh lu va an hưởng nguồn sáng vào biểu diễn bề mặt đối tượng ba chiều u nf sở phát triển hệ thống trưng bày ảo vật ảo ba chiều Mục tiêu ll cụ thể nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng hiệu ứng bóng bề mặt vật m oi thể trưng bày không gian ba chiều z at nh Tôi lựa chọn đề tài:” Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt vật thể ứng dụng” Đề tài nghiên cứu thuật tốn để cài đặt mơ cho z l phố Thái Nguyên gm @ số vật Nhà bảo tàng văn hóa dân tộc Việt Nam thành m co Ứng dụng kết nghiên cứu vào xây dựng phần mềm trưng bày an Lu ảo cho số vật Bảo tàng Văn hóa dân tộc Việt Nam TP Thái Nguyên với lý thuyết phân tích tác động môi trường lên vật n va ac th si Mục tiêu - Nghiên cứu thuật toán vận dụng Việt Nam giới để khái quát hóa lựa chọn công cụ phù hợp cho việc cài đặt - Lựa chọn vật thể không gian thích hợp để phân tích hình ảnh thực tiễn làm sở đối chứng cho kết cài đặt - Đánh giá rút kinh nghiệm thuật toán để cải tiến việc mơ tốt Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài + Đối tượng nghiên cứu: lu an  Đối tượng nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật biểu n va diễn biến đổi đối tượng tác động ánh sáng điều kiện tn to môi trường lĩnh vực thực ảo đồ họa ba chiều  Tập trung nghiên cứu kỹ thuật tính tốn đồ chiếu sáng p ie gh + Phạm vi nghiên cứu: nl w ứng dụng kết hợp đồ chiếu sáng cho ứng dụng trưng bày ảo Ảnh d oa hưởng ánh sáng lên biến đổi bề mặt số loại chất liệu phổ biến ll u nf va an lu lĩnh vực trưng bày ảo oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 46 Hình 3.2: Bề mặt vật thể suốt lu Để thể hình ảnh đẹp, nhấn số đặc trưng người họa sĩ cần có an n va mắt nghệ thuật biểu diễn có tính sáng tạo, phần mềm thực ảo có tn to cơng cụ hỗ trợ để biểu diễn: p ie gh Ví dụ: d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.3: So sánh ảnh bị nhiễu sáng chỉnh sửa z gm @ Hình ảnh thực tế bên phải bị nhòa nhiễu ánh sáng tán xạ, ảnh chụp không khắc phục so với tranh vẽ người họa sĩ thể tốt an Lu Hệ thống có use case sau: m co 3.2.2 Phân tích chức người dùng l đảm bảo trung thực cần thiết n va ac th si 47 Người dùng nhân viên bảo tàng: Thực nhiệm vụ xây dựng không gian trưng bày, thiết kế giá đỡ, xếp, trang trí, chăm sóc vật; với mơi trường ảo nhân viên vận hành hệ thống hướng dẫn khách thăm quan xem thể trình diễn vật thể phần mềm; họ hướng dẫn bổ sung thuộc tính cho vật thể lời mơ tả, dẫn, thuyết minh thêm giới thiệu vật thể lu an n va p ie gh tn to d oa nl w u nf va an lu ll Hình 3.4: Biểu đồ Use case m oi 3.2.3 Phân tích yêu cầu biểu diễn z at nh Để biểu diễn bóng vật thể ta thấy cần làm rõ khía cạnh: - Tác động ánh sáng đến bề mặt vật: Khi quan sát vật phản z gm @ xạ ánh sáng từ vật khúc xạ qua thủy tinh thể mắt tạo ảnh điểm vàng võng mạc Khi nhìn vật, não phân tích giải mã hình ảnh bề l m co mặt vật để người nhìn phân biệt vật mơi trường Để mô tả bề mặt vật tác động môi trường ta lại cần vận dụng tri thức từ an Lu n va ac th si 48 vật lý, vật liệu, hóa học…để suy diễn trạng thái thực tự nhiên tác động ánh sáng, thời gian… - Khi thể vật thể trạng thái động (quay quanh trục) cần nghiên cứu điểm trọng tâm, điểm biên, điểm tương tác để xác định vị trí tương đối khơng gian vật, bóng đổ vật Như q trình thiết kế vật chuyển động khơng gian cần có nhiều thơng tin đầu vào để tính tốn đưa giá trị điểm ảnh để vẽ điều khiển biến đổi (vị trí, màu sắc, bề mặt, bóng đổ) Sơ đồ phân tích lu an Input n va tn to p ie gh Lựa chọn vật thể d oa nl w Xác định vị trí vậ t u nf va an lu Xác định vị trí nguồn sáng Thiết kế cấu trúc hình ng ll oi m z at nh Xác định bề mặt biểu diễn z Tích hợp hệ thống Output an Lu Hình 3.5: Sơ đồ phân tích m co l gm @ + n va ac th si 49 3.3 Thiết kế thuật toán 3.3.1.Thuật toán xác định hướng ánh sáng mơi trường Thuật tốn để tính tốn hướng phản xạ ánh sáng để quan sát vật thể phạm vi không gian xác định B1 Thu nhận liệu hình ảnh từ mơi trường B2 Xác định vùng khối cầu có ảnh B3 Xác định vùng chói sáng khối cầu B4 Xây dựng pháp tuyến với khối cầu tâm vùng chói sáng B5 Xác định hướng véc tơ phản xạ Vr lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 3.6: Mơ hình thuật tốn xác định hướng ánh sáng môi trường z @ Dựa vào mối quan hệ khung nhìn nguồn sáng Hình trên, l gm chúng tơi đề xuất phương pháp xác định hướng ánh sáng phạm vi xác định dựa q trình phân tích tính chất phản xạ ánh sáng bề mặt m co vật thể Để xác định hướng nguồn sáng ta cần xác định hướng Véc tơ phản xạ tính dựa vào cơng thức: an Lu véc tơ phản xạ n va ac th si 50 B6 Xác định hướng nguồn sáng: Hướng nguồn sáng hướng ngược lại với hướng véc tơ phản xạ Vr Từ ảnh thu nhận ta sử dụng Hough Circle Transform (HCT) để xác định vị trí tâm bán kính hình cầu Hình cầu xác định (Bc(x,y);R) 3.3.2 Thuật tốn tính tốn tương tác vật thể xoay Chất lượng mơ phụ thuộc vào q trình tính tốn tương tác lu khơng gian, phương pháp tích phân số hiệu coi yếu tố an định q trình tính tốn Chúng tơi đề xuất phương pháp tích phân số hỗn va n hợp nhằm tăng tốc độ tính tốn Thơng thường mơi trường mô tn to bao gồm nhiều đối tượng di chuyển, kỹ thuật phát vị trí dựa gh giới hạn bao quanh đối tượng phân chia thành hai pha: Pha thứ p ie nhanh chóng loại trừ cặp đối tượng mà chúng xảy tương w tác, pha thứ hai thực kiểm tra giao cặp lại để xác oa nl định tương tác d Từ sở phân tích trên, thuật tốn tích phân số hỗn hợp đề an lu xuất sau: u nf va Bước 1: Sử dụng phương pháp Euler bắt đầu mô phẫu thuật ảo ll Bước 2: Thực pha thứ dò tìm va chạm phát oi m va chạm xảy chuyển sang Bước z at nh Bước 3: Sử dụng phương pháp Runge-Kutta bậc cho mô biến dạng z Bước 4: Khi có dụng cụ tác động đến mơ mềm sử dụng lại gm @ phương pháp Euler mô m co l Lặp lại từ Bước đến Bước hoàn thành toàn trình hình sau: an Lu Sơ đồ khối phương pháp tích phân số hỗn hợp thể n va ac th si 51 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w an lu 3.4 Thiết kế giao diện u nf va Hình 3.7: Sơ đồ khối phương pháp tích phân số hỗn hợp ll + Giao diện làm việc phần mềm cần đáp ứng chức oi m - Các menu chọn: m co an Lu + Thoát l + Ẩn giao diện gm + Xoay bục trưng bày @ + Danh sách vật z + Chọn tham sô điều chỉnh z at nh - Đăng nhập vào hệ thống: Đảm bảo an toàn, kiểm soát cho hệ thống n va ac th si 52 Điều khiển cường đồ ánh sáng Điều khiển hướng chiếu sáng Chọn tham số điều chỉnh chỉnh khiển Điều khiển góc chiếu sáng Danh sách vật lu Trong danh sách vật gồm có: 13 vật tượng trưng, đặt an bục trưng bày va n Xoay bục trưng bày gh tn to Trong menu gồm có lệnh: Xoay bục trưng bày dừng bục trưng p ie bày w 4.Ẩn giao diện u nf va an lu Thoát d oa nl Với Menu cho phép người dùng ẩn giáo diện ll Với Menu cho phép thoát khỏi phần mềm oi m + Dưới số hình ảnh trình chạy thực nghiệm: z at nh - Với vật thể hướng chiếu sáng cường độ ánh sáng khác khiến cho bề mặt vật thể có mầu đậm nhạt khác z m co l gm @ an Lu n va ac th si 53 lu an n va (a) p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z (b) @ m co l gm Hình 3.8 Biểu diễn vật Trống với hướng chiếu sáng từ xuống (a) Hình ảnh bề mặt vật giảm cường độ ánh sáng (b) Hình ảnh bề mặt vật góc chiếu sáng từ bên phải an Lu n va ac th si 54 lu an n va tn to (c) p ie gh d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ (d) Hình 3.9: Biểu diễn vật Bình với hướng chiếu sáng từ xuống l m co (c ) Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng diện (d) Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng từ bên phải an Lu n va ac th si 55 lu an va n (e) p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ (f) m co l Hình 4.0: Biểu diễn vật Cồng với hướng chiếu sáng từ xuống (e ) Hình ảnh bề mặt vật tăng cường độ ánh sáng an Lu (f ) Hình ảnh bề mặt vật giảm cường độ ánh sáng n va ac th si 56 lu an n va p ie gh tn to (g) d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z gm @ (h) l Hình 4.1: Biểu diễn vật Giỏ với hướng chiếu sáng từ xuống m co (g )Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng từ bên trái (h) Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng từ bên phải an Lu n va ac th si 57 KẾT LUẬN Để thực vẽ biểu diễn vật thể yếu tố ánh sáng cần phân tích thơng tin đầu vào, yêu cầu biểu diễn yếu tố chi tiết đặc trưng vật thể cần biểu diễn, khơng gian biểu diễn nguồn sáng chiếu đến…Từ cần thiết kế mơ hình, thuật tốn, lưu đồ biểu diễn đảm bảo cho kịch biểu diễn đáp ứng tốt nhất, trung thực cho người quan sát Luận văn thực nghiên cứu áp dụng số thuật tốn vào cài đặt mơ tả cho số vật thể trưng bày bảo tàng Văn hóa dân tộc Việt Nam lu tỉnh Thái Nguyên Quá trình phân tích thiết kế cài đặt thực nghiệm thực an điều chỉnh để tăng hiệu quả, độ xác cho việc biểu diễn Chương trình va n mơ hồn thiện đóng gói chạy mơi trường tn to Q trình thực cịn số hạn chế số lượng vật chọn để biểu diễn gh chưa nhiều, vật có vật liệu suốt (như thủy tinh, nhựa) chưa thể p ie Sự biến đổi mặt tác động hóa học (lão hóa theo thời gian, ăn w mòn…) chưa nghiên cứu d oa nl Luận văn cịn tiếp tục phát triển để giải hạn chế ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alexander Keller, “Instant Radiosity”, In SIGGRAPH’97, 1997, PP 49–56 [2] BLINN,James F Models of light reflection for computer synthesized pictures In: ACM SIGGRAPH Computer Graphics ACM, 1977 PP 192198 [3] Bo Sun, Kalyan Sunkavalli, Ravi Ramamoorthi, Peter N.Belhumeur, and Shree K.Nayar Ju.2007 “Time-Varying BRDFs” IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, vol 13, No lu an [4] Chongyang May, Li-Yi Wei Sylvain Lefebvrex, Xin Tong Jul 2013 va n “Dynamic Element Textures” Journal ACM Transactions on Graphics (TOG) to Djalma Bandeira, Marcelo Walter O.2009 “Synthesis and Transfer of Time- gh tn - SIGGRAPH 2013 Conference Proceedings Vol 32, Issue [5] ie p Variant Material Appearance on Images” In proceeding of: SIBGRAPI 2009, nl w Proceedings of the XXII Brazilian Symposium on Computer Graphics and FABIANOWSKI, B., AND DINGLIANA, J 2009 Interactive GlobalPhoton an lu [6] d oa Image Processing, Rio de Janeiro, Brazil, p11-15 [7] u nf va Mapping Computer Graphics Forum 28, 4, PP 1151–1159 Gouraud, Henri, “Continuous shading of curved surfaces”, IEEE transactions ll oi m on computers, 1971, 100.6, PP 623-629 George Lepouras, Costas Vassilakis,(2005), “Virtual museums for all: z at nh [8] employing game technology for edutainment” Virtual Reality pp 96–106 z MEILLAND, Maxime; BARAT, Christian; COMPORT, Andrew 3d high gm @ [9] dynamic range dense visual slam and its application to real-time object re- l lighting In: Mixed and Augmented Reality (ISMAR), 2013 IEEE m co International Symposium on IEEE, 2013 p 143-152 an Lu n va ac th si 59 [10] MORIOKA, Hirofumi; OKUBO, Hidehiko; MITSUMINE, Hideki A handy system for natural composition of CG and real scene with real-time reflection of lighting changes In: Virtual Reality (VR), 2016 IEEE, p 231-232 PIAO, Jin-Chun, et al “Lightweight particle-based real-time fluid simulation [11] for mobile environment” Simulation Modelling Practice and Theory, 2017, 77, PP.32-48 Phong Bùi Tường, “Illumination for computer generated pictures”, [12] Communications of ACM 18 (1975), no 6, tr 311–317 [13] SELGRAD, Kai, et al Fast shadow map rendering for many-lights settings lu an In: Proceedings of the Eurographics Symposium on Rendering: Experimental n va Ideas & Implementations Eurographics Association, 2016 p 41-47 SIK,Dong, et al Phased Expression Technique for Realistic Embodiment of Tiger Fur International Journal of Asia Digital Art and Design, 2016,19.4: 99105 p ie gh tn to [14] S Me´ rillou D Ghazanfarpou “A survey of aging and weathering w [15] d – 174 oa nl phenomena in computer graphics” Computers & Graphics 32 (2008), PP 159 lu Stephen Porder et.al “Chemical weathering, mass loss, and dust inputs across va an [16] u nf a climate by time matrix in the Hawaiian Islands” Earth and Planetary Science ll Letters 258 (2007) 414 – 427 oi m [17] S Xue, J Wang, X Tong, Q Dai, and B Guo Ap.2008 "Image-based z at nh material weathering," Computer Graphics Forum, vol 27, pp 617-626 Szirmay Klaos, Umenhoffer, Tamás Displacement Mapping on the GPU— z [18] @ m co l 2008,PP.1567-1592 gm State of the Art In: Computer Graphics Forum Blackwell Publishing Ltd, an Lu n va ac th si 60 [19] WEI, Li-Yi,et al Improving light field camera sample design with irregularity and aberration ACM Transactions on Graphics (TOG), 2015, 34.4: 152 [20] XIAO, Xiangyun; ZHANG, Shuai; YANG, Xubo,”Real-time high-quality surface rendering for large scale particle-based fluids”, Proceedings of the 21st ACM SIGGRAPH Symposium on Interactive 3D Graphics and Games ACM2017 PP 12-17 Nguyễn Văn Huân, Trịnh Xuân Hùng, Phạm Bá Mấy, Trần Ngọc Thái “Cải [21] tiến kỹ thuật biểu diễn bề mặt nurbs” Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn lu đề chọn lọc CNTT” Biên Hòa 05-06/8/2009, tr 52-61 an Michitaka Hirose (2006), “Virtual Reality Technology and Museum n va [22] [23] Appel A (1968) Some techniques for shading machine renderings ie gh tn to Exhibit” The International Journal of Virtual Reality, 5(2) pp 31-36 p of solids AFIPS Conference Proc 32 pp.37-45 d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si