Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

40 37 0
Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU Chương 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA ĐỒ HỌA 3D 1.1 ÁNH SÁNG 1.2 HIỂN THỊ 3D 1.2.2 Giới thiệu 1.2.2 Biểu diễn điểm phép biến đổi 1.2.3 Phép biến đổi hiển thị 1.2.4 Phép chiếu trực giao 10 1.2.5 Phép chiếu phối cảnh 11 1.2.6 Phép biến đổi cổng nhìn 17 1.3 BỘ ĐỆM VÀ CÁC PHÉP KIỂM TRA 17 1.3.1 Bộ đệm chiều sâu 18 1.3.2 Bộ đệm khuôn 18 1.4 K SINH ẢNH 19 Chương 2: 20 KỸ THUẬT SINH ẢNH DỰA VÀO RAYTRACING 20 2.1 KỸ THUẬT SINH ẢNH RAYTRACING 20 2.1.1 Nguyên lý giải thuật 20 2.1.2 Đặc điểm giải thuật 21 2.1.3 Ưu điểm 21 2.1.4 Nhược điểm 22 2.2 THUẬT TOÁN KẾT HỢP RAYTRACING VÀ RADIOSITY .22 2.2.1 Radiosity 23 2.2.2 Thuật toán kết hợp hai giải thuật 25 Chương 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 32 3.1 BÀI TOÁN 32 3.2 MỘT SỐ KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH 33 PHẦN KẾT LUẬN 36 37 Lời cảm ơn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy trường DHDL Hải Phịng năm vừa dạy dỗ vun đắp kiến thức để em có điều kiện hồn thành đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn thầy phịng nghiên cứu thực ảo – viện khoa học công nghệ Việt Nam tạo điều kiện thuận lợi cho em nghiên cứu phát triển đề tài trình làm đồ án Đặc biệt em xin cảm ơn thầy giáo PGS TS Đỗ Năng Tồn khoa cơng nghệ thông tin viện khoa học công nghệ Việt Nam bảo tận tình giúp em hồn thành đồ án tốt nghiệp Cuối em xin gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè ủng hộ giúp đỡ em suốt thời gian qua Do trình độ thân có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu xót, mong thầy bạn góp ý giúp đỡ để em hồn thiện đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày tháng 07 năm 2019 Sinh viên thực Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing MỞ ĐẦU Đồ họa máy tính lãnh vực phát triển nhanh tin học Nó áp dụng rộng rãi nhiều lãnh vực khác thuộc khoa học, kỹ nghệ, y khoa, kiến trúc giải trí Thuật ngữ đồ họa máy tính (Computer Graphics) đề xuất nhà khoa học người Mỹ tên William Fetter vào năm 1960 ông nghiên cứu xây dựng mơ hình buồng lái máy bay cho hãng Boeing Các chương trình đồ họa ứng dựng cho phép làm việc với máy tính cách thoải mái thân thiện Năm 1966, Sutherland Học viện Cơng nghệ Massachusetts người đặt bóng cho đồ họa 3D việc phát minh thiết bị hiển thị trùm đầu (headamounted display) điều khiển máy tính Nó cho phép người nhìn thấy hình ảnh dạng lập thể 3D Từ đến đồ họa 3D trở thành lĩnh vực phát triển rực rỡ đồ họa máy tính Nó ứng dụng rộng rãi hầu hết tất lĩnh vực Điện ảnh, Hoạt hình, kiến trúc ứng dụng xây dựng mơ hình thực ảo… Và khơng thể khơng nhắc đến vai trị tối quan trọng đồ họa 3D việc tạo game sử dụng đồ họa Doom, Halflife… Việc sử dụng đồ họa 3D game làm cho người chơi thích thú có cảm giác sống giới thực Có thể nói đồ họa 3D tạo nên công nghiệp game phát triển mạnh mẽ Mục đích đồ họa 3D tạo mô tả đối tượng, mơ hình giới thật máy tính cho giống với thật tốt Việc nghiên cứu phương pháp kỹ thuật khác đồ họa 3D hướng đến mục tiêu cho nhân vật, đối tượng, mơ hình tạo máy tính giống thật Và phương pháp sinh ảnh Nhận biết quan trọng bóng nên khóa luận em muốn “Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing” Nội dung khóa luận bao gồm, Phần mở đầu, Phần kết luận chương nội dung, cụ thể: Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Chương 1: 3D Chương 2: K sinh ảnh dựa vào Raytracing Chương 3: Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Chương 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CỦA ĐỒ HỌA 3D 1.1 ÁNH SÁNG Ánh sáng đồ họa 3D đóng vai trị quan trọng Và đặc biệt thành phần khơng thể thiếu để tạo bóng Có nguồn sáng chiếu theo hướng đinh (giống ánh sáng mặt trời), có nguồn sáng chiếu tồn khung cảnh….Trong khung cảnh có nhiều nguồn sáng Các nguồn sáng tắt bật giống ta tắt đèn cơng tắc Theo mơ hình ánh sáng OpenGl ánh sáng gồm có thành phần chính: Emissive Light, Ambient Light, Diffuse Light, Specular Light Các thành phần tính tốn độc lập với nhau, cuối kết hợp lại với Ambient Light ánh sáng bị phân rã môi trường xác định hướng chúng Nếu khung cảnh ta không xác định nguồn sáng kết đưa giống sử dụng Ambient Light Hình 1.1: Chiếc ấm chiếu Ambient Light Diffuse Light (ánh sáng khuếch tán) ánh sáng chiếu theo hướng nhất, nhiên gặp bề mặt bị phân rã hướng, Vì sáng cho dù có đặt mắt nhìn đâu Mọi nguồn sáng đến từ điểm hay từ hướng định có thành phần Diffuse Light Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 1.2: Ấm chè chiều Diffuse Light Specular Light ánh sáng phản xạ Khi gặp bề mặt phản xạ lại theo quy luật phản xạ Nó nhìn thấy bề mặt cong Hình 1.3 Ấm chè chiếu Specular Light 1.2 HIỂN THỊ 3D 1.2.2 Giới thiệu Các đối tượng mơ hình 3D xác định với tọa độ giới Cùng với tọa độ đối tượng, người dùng phải xác định vị trí hướng camera ảo khơng gian 3D xác định vùng nhìn (là vùng khơng gian hiển thị hình) Việc chuyển từ tọa độ giới sang tọa độ hình thực theo bước (hình 1.4): Bước thực phép biến đổi để đưa camera ảo trở vị trí hướng tiêu chuẩn Khi điểm nhìn (eyepoint) đặt gốc tọa độ, hướng Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing nhìn trùng với hướng âm trục Z Trục X phía phải trục Y lên phía hình Hệ tọa độ gọi Hệ tọa độ Mắt (Eye Coordinate System) Phép biến đổi từ tọa độ giới sang tọa độ mắt phép biến đổi affine, gọi phép biến đổi hiển thị (Viewing Transformation) Cả tọa độ giới tọa độ mắt biểu diễn tọa độ đồng (Homogeneous Coordinates) với w=1 Bước thứ Tọa độ mắt chuyển qua tọa độ thiết bị chuẩn hóa (Nomalized Device Coordinates) vùng khơng gian mà ta muốn nhìn đặt khối lập phương tiêu chuẩn: Các điểm gần điểm nhìn (điểm đặt camera) có thành phần z nhỏ Bước gồm bước Bước cuối cùng, phép biến đổi cổng nhìn (Viewport Transformation) kết hợp phép co giãn tuyến tính phép tịnh tiến Sẽ chuyển thành phần x y tọa độ thiết bị chuẩn hóa x 1, y sang tọa độ Pixel hình Thành phần z ( z 1) chuyển sang đoạn [0,1] sử dụng giá trị chiều sâu (Depth-Value) thuật toán Z-Buffer (bộ đệm Z) sử dụng cho việc xác định mặt hiển thị Bước thứ bao gồm bước o Một phép chiếu chuyển từ vùng nhìn sang khối lập phương tiêu chuẩn với tọa độ đồng nhất: x 1, y 1, z Trong trường hợp sử dụng phép chiếu trực giao, vùng nhìn có dạng ống song song 3D với mặt song song với mặt hệ tọa độ mắt Trong trường hợp sử dụng phép chiếu đối xứng, vùng nhìn hình tháp cụt với đầu mút gốc tọa độ hệ tọa độ mắt Hệ tọa độ đồng (4 thành phần) thu sau phép chiếu gọi hệ tọa độ cắt (Clipping Coordinate System) Phép chiếu phép biến đổi affine trường hợp phép chiếu phép chiếu trực giao Nếu phép chiếu phép Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing chiếu phối cảnh khơng phải phép biến đổi affine (Vì w nhận giá trị khác 1) o Bước tiếp theo, vùng không gian hiển thị mà khơng nằm khối tiêu chuẩn (Khối cịn gọi khối nhìn tiêu chuẩn) bị cắt Các đa giác, đường thẳng chứa có phần thay đổi để phần nằm khối nhìn tiêu chuẩn giữ lại Phần cịn lại khơng cần quan tâm nhiều o Sau cắt gọt, tọa độ đồng chuyển sang tọa độ thiết bị cách chia x,y,z cho w Nếu w nhận giá trị qua phép chiếu, phép chia cho động phối cảnh mong muốn hình Vì lý đó., phép chia gọi phép chia phối cảnh (Perspective Division) Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 1.4: Tổng quan hiển thị 3D phép chiếu 1.2.2 Biểu diễn điểm phép biến đổi Sự chuyển đổi từ tọa độ giới sang tọa độ thiết bị chuỗi phép biến đổi affine phép chiếu không gian Decarts chiều Các phép biến đổi affine phép chiếu không gian Decarts chiều biểu diễn tốt ma trận 4 tương ứng với tọa độ đồng (Homogeneous coordinates) (x,y,z,w) Điểm 3D với tọa độ đồng (x,y,z,w) có tọa độ affine (x/w,y/w,z/w) Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Mối quan hệ tọa độ affine tọa độ đồng quan hệ 1-1 Cách đơn giản để chuyển từ tọa độ affine (x,y,z) điểm sang tọa độ đồng đặt w=1: (x,y,z,1) Chúng ta thừa nhận tất tọa độ giới biểu diễn cách Ta biểu diễn phép biến đổi affine (như co giãn (scaling transformations), phép quay (rotations), phép tịnh tiến (translations)) ma trận mà không làm thay đổi thành phần w (w=1) ● Tịnh tiến véc tơ T (Tx ,Ty ,Tz ) : ● Phép co giãn theo nhân tố S (S x , S y , S z ) ● Phép quay quanh gốc tọa độ mà theo tập véc tơ chuẩn tắc { u, v, n }, trực giao đôi một, chuyển { X ,Y , Z } 1.2.3 Phép biến đổi hiển thị Phép biến đổi hiển thị đưa camera ảo cho tùy ý camera với điểm nhìn trùng với gốc tọa độ hướng nhìn dọc theo chiều âm trục Z (xem hình 2.1) Trục Y sau phép biến đổi tương ứng lên phía hình Trục X phía phải Sinh viên: Triệu Minh Đức Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Áp dụng phương trình (1) để tính tính lượng miếng BE i i n Bj F i (1) j Với Bi : Tổng lượng phát xạ miếng thứ i Ei : Năng lượng phát xạ nội miếng i : Độ phản xạ miếng thứ i Ei : form factor miếng thứ i thứ j Lặp lại nhiều lần thuật toán để bề mặt tương tác lượng với nhiều lần thực tế Hình (2.7) (2.8) (2.9) (2.10) thể kết việc tính Radiosity nhiều lần tạo nên ảnh có độ sáng gần với ảnh thật Nếu số lần tính tốn Radiosity tăng dần, màu sắc độ sáng vật ảnh trở nên hài hòa gần với thực tế Điều có giải thuật Radiosity mô tương tác bề mặt thực tế nên sau nhiều lần tương tác, vật có độ sáng hợp lý Hình 2.7: Ảnh trước thực Hình 2.8: Ảnh thực tính tính tốn Radiosity Radiosity lần Sinh viên: Triệu Minh Đức 24 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 2.9: Ảnh thực tính Hình 2.10: Ảnh thực Radiosity lần tính Radiosity nhiều lần Đặc điểm giải thuật Radiosity Giải thuật Radiosity tạo cho ảnh có bóng mờ tốt giống tương tác lượng ánh sáng bề mặt vật với nhau, không phụ thuộc góc nhìn hay khơng cần tính tốn lại thay đổi góc nhìn Những ảnh thực theo giải thuật Radiosity có phân bố độ sáng hợp lý, vật có bóng mờ thiếu bóng phản xạ (xem hình 2.10) 2.2.2 Thuật tốn kết hợp hai giải thuật Dựa đặc tính hai giải thuật, giải thuật kết hợp hai giải thuật đề sau: Thực việc tính tốn theo giải thuật Radiosity bề mặt vật thể Bước thực theo giải thuật Ray tracing vật thể sau thực tính toán theo giải thuật Radiosity Bước giải thuật Ray tracing khơng cần tính mà Ilocal phương trình (2) tính với giải thuật Radiosity trước Mơ hình vật thể Có hai mơ hình vật thể kỹ thuật dựng ảnh Mơ hình mà vật thể có mặt xác định phương trình tốn học mặt cầu, mặt trụ, Mơ hình tốt cho việc tính tốn theo giải thuật Ray tracing việc tính tốn giao cắt tia với bề mặt tính toán đơn giản số lượng bề mặt cần xét xem có giao cắt với tia tương đối nhỏ Tuy nhiên, mơ hình vật thể khó Sinh viên: Triệu Minh Đức 25 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing triển khai thực giải thuật Radiosity giải thuật Radiosity yêu cầu bề mặt cần chia nhỏ việc tính tốn phân bố nguồn sáng bề mặt đạt gần thực tế Nhưng việc chia nhỏ bề mặt mô tả phương trình tốn học phức tạp chưa có giải thuật hiệu Mơ hình vật thể thứ hai xem xét mơ hình vật thể mà bề mặt lưới điểm, bề mặt chia nhỏ thành miến nhỏ để tiện cho việc tình tốn giải thuật theo Radiosity Mơ hình khơng Hình 2.11: Mơ hình vật thể lưới điểm có lợi cho việc tính tốn theo giải thuật Ray tracing với bề mặt chia nhỏ thành nhiều miếng, việc tìm giao cắt tia với miếng đòi hỏi phải kiểm tra giao cắt với tất miếng tìm giao cắt với miếng gần Số lượng miếng tăng lên cúng đồng nghĩa với việc làm giảm tốc độ giải thuật Tuy nhiên hạn chế tốc độ khắc phục nhờ áp dụng số giải thuật cải thiện nhỏ Từ nhận xét trên, mơ hình vật thể có bề mặt lưới điểm chọn Cấu trúc cụ thể mơ hình vật thể sau: Mỗi vật thể bao gồm tập hợp bề mặt, với bề mặt cho thông số phản xạ phát xạ với màu R, G, B Mỗi bề mặt lại chia nhỏ thành lưới hay nhiều miếng tam giác hay tứ giác Một miếng sau lại chia nhỏ thành hay nhiều thành phần nhỏ Mỗi miếng thành phần định nghĩa đỉnh Bởi hầu hết đỉnh thuộc nhiều miếng hay thành phần, đỉnh định nghĩa riêng Các thành phần miếng đỉnh thông qua số đỉnh dãy đỉnh Khắc phục vấn đề gặp phải Sau thực Radiosity, miếng bề mặt có độ sáng tối khác giống với phân bố ánh sáng thực tế Các miếng gần nguồn sáng có sáng Sinh viên: Triệu Minh Đức 26 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing hơn, miếng bị khuất nguồn sáng tối Như bề mặt có hình kẻ sọc (xem hình 2.12), ảnh không đẹp Để khắc phục vấn đề trên, thực đánh bóng miếng Chương trình thực theo hai giải thuật đánh bóng tiếng Gouraud Phong Hình 2.12: Bức ảnh chưa thực đánh bóng Triển khai giải thuật đánh bóng Gouraud Triển khai giải thuật cách gán độ sáng đỉnh tính trung bình độ sáng miếng có chung đỉnh Độ sáng điểm miếng nội suy từ độ sáng đỉnh miếng theo phương pháp nội suy nhị phân hình (2.13) phương trình (3) (4) (5) A I1 (1 )I (3) B Ii (1 )I (4) I (1 )A B (5) Hình 2.13: Phương pháp đánh bóng Gouraud đánh bóng Phong Sinh viên: Triệu Minh Đức 27 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 2.14: Ảnh thực đánh bóng theo phương pháp Gouraud Triển khai giải thuật đánh bóng Phong Với giải thuật vector pháp tuyến đỉnh tính trung bình vector pháp tuyến miếng có chung đỉnh Vector pháp tuyến điểm bên miếng nội suy từ vector pháp tuyến đỉnh miếng theo phương pháp nội suy nhị phân hình (2.14) phương trình (6) (7) (8) Độ sáng điểm cón phụ thuộc vào góc vector pháp tuyến điểm vector từ điểm nhìn tới điểm sáng A N1 (1 )N (6) B Ni (1 )N (7) N (1 )A B (8) Hình 2.15: Độ sáng điểm phục thuộc vào So sánh hình (2.14) (2.16) ta thấy phương pháp đánh bóng Phong làm cho ảnh có bóng phản xạ định hướng xác với bề mặt cong, Sinh viên: Triệu Minh Đức 28 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing ýbóng phản xạ táo hai ảnh để thấy rõ điều Điều có độ sáng cịn phụ thuộc vào vector pháp tuyến điểm vector phản xạ tính xác có vector pháp tuyến xác điểm cắt Hình 2.16: Ảnh thực đánh bóng theo phương pháp Phong Giải thuật cải thiện tốc độ Vấn đề gặp phải triển khai giải thuật kết hợp với mơ hình vật thể chia thành nhiều miếng thực thi giải thuật Ray tracing tìm giao cắt tia với vật thể phải kiểm tra giao cắt với tất miếng để tìm điểm cắt Nếu số lượng miếng tăng đồng nghĩa với khối lượng tính tốn tăng dẫn đến tốc độ dựng ảnh chậm Để cải thiện tốc độ, trước kiểm tra xem tia có cắt miếng vật thể không, ta kiểm tra xem tia có cắt hình hộp chữ nhật bao quanh vật khơng Chỉ tia cắt mặt hình hộp bao quanh kiểm tra tìm giao cắt tia với miếng vật thể Sinh viên: Triệu Minh Đức 29 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 2.17: Kiểm tra giao cắt tia với hộp bao trước Hình ảnh hồn thành dựng ảnh với giải thuật kết hợp hai giải thuật Radiosity Ray tracing dựng ảnh với hai giải thuật cách riêng rẽ Hình 2.18: Bức ảnh thực với giải thuật Radiosity Sinh viên: Triệu Minh Đức 30 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 2.19: Ảnh thực với ký thuật Ray tracing Hình 2.20: Bức ảnh kết hợp hai giải thuật Qua ảnh ta thấy ảnh sử dụng giải thuật kết hợp có hình ảnh gần với thực tế Ảnh giải thuật kết hợp có bóng mờ, độ sáng tối phân bố hợp lý có bóng phản xạ vật Ảnh thực với giải thuật Radiosity thiếu bóng phản xạ vật cịn ảnh thực với giải thuật Ray tracing độ sáng tối phân bố không hợp lý Bức ảnh kết hợp hai giải thuật có màu sắc bóng phản xạ gần với thực tế khó phân biệt với ảnh thật Sinh viên: Triệu Minh Đức 31 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Chương 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 3.1 BÀI TỐN Các cảnh phép dị tia ray tracing mơ tả tốn học lập trình viên nghệ sĩ thể trực quan (thường sử dụng cơng cụ trung gian) Các cảnh kết hợp chặt chẽ liệu từ hình ảnh mơ hình ghi lại phương tiện ví dụ máy ảnh kỹ thuật số Hình 3.1: Vật thể chưa qua xử lý Mỗi tia phải kiểm tra giao với vài tập toàn đối tượng cảnh Một đối tượng gần xác định, giải thuật ước lượng ánh sáng tới giao điểm khảo sát, xem xét tính chất vật liệu đối tượng, tổng hợp thơng tin để tính tốn màu sắc cuối (chuẩn) điểm ảnh tương ứng Các giải thuật tổng thể cụ thể vật liệu phản xạ, khúc xạ địi hỏi nhiều tia để lấp đầy cảnh Sinh viên: Triệu Minh Đức 32 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 3.2: hình ảnh vật thể sau xử lý 3.2 MỘT SỐ KẾT QUẢ CHƯƠNG TRÌNH Chương trình em viết C# 2.0 Một số hình ảnh sau thực chương trình Hình 3.3: khối cầu gỗ Sinh viên: Triệu Minh Đức 33 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 3.4: Quả cầu đá hoa Hình 3.5: hộp gỗ cầu pha lê Sinh viên: Triệu Minh Đức 34 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 3.6: nhiều cầu khơng trung Sinh viên: Triệu Minh Đức 35 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing KẾT LUẬN Ít phủ nhận vai trị Ray Tracing đời sống công nghệ nay, mà việc tạo ảnh hiệu ứng bóng, suốt hình phản chiếu trở nên phổ biến Có nhiều lĩnh vực thiết kế đồ họa Ray Tracing đóng vai trị trợ giúp đắc lực làm đơn giản hoá thiết kế như: ánh sáng, tạo bóng , khử cưa – tất lập trình cách đơn giản với Ray Tracing Có lĩnh vực áp dụng Ray Tracing nhà phát triển nhận lợi ích cơng nghệ Trong lãnh vực rõ rệt phim ảnh – hết hiệu ứng hình cảnh chất lượng cao Hollywood làm Ray Tracing Một lĩnh vực thú vị có sử dụng Ray Tracing q trình phát triển game Các studio game thường dùng Ray Tracing để sản xuất liệu thô để tạo hiệu ứng thị giác, đồ ánh sáng chẳng hạn Chính đề tài nghiên cứu em tìm hiểu ray tracing kỹ thuật sinh ảnh từ raytracing Qua trình nghiên cứu đề tài, em hiểu thêm phương pháp xử lý ảnh thực số phương pháp xử lý ảnh đơn giản Mong kiến thức tiếp thu trình làm đồ án giúp ích cho cơng việc nghiên cứu sau Sinh viên: Triệu Minh Đức 36 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Lương Chi Mai, Huỳnh Thị Thanh Bình (2000), Nhập mơn đồ họa máy tính, [1] Nhà xuất KH&KT, 2000 Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng (2004), Kỹ thuật đồ họa, Nhà xuất [2] KH&KT, 2000 Peter Shirley, Realistic Ray Tracing, AK Peters Press,2000 [3] [4] Andrew V.Nealen, “Shadow Volume and Shadow Mapping, Recent Development in Real-time Shadow Rendering”, University of British Columbia , 2000 [5] Henrik Van Jensen, Realistic Image Synthesis using Photon mapping, AK Peters Press,2001 [6] Philip Dutré, Global Illumination Compendium, Cornell University,August, 2001 [7] Dietrich, Sim, “Shadow Techniques”, Game Developers Convention 2001, [8] Philip Dutré, Kavita Bala, Philippe Bekaert, „Advanced Global Illumination‟, SIGGRAPH 2002 Course 2, 2002 [9] Mark Kilgard, “Shadow Mapping with Today‟s Hardware”, Technical Presentation: http://developer.nvidia.com/view.asp?IO=cedec_shadowmap [10] Everitt, CassRege, Ashu Cebenoyan, Cem, “Hardware Shadow Mapping”, [11] http://nehe.gamedev.net [12] http://paulprojects.net [13] http://www.cs.kuleuven.ac.be/cwis/research/graphics/INFOTEC/viewing-in-3d [14] [15] http://www.povray.org/ http://developer.nvidia.com/attach/1308, Sinh viên: Triệu Minh Đức 37 ... sai màu Sinh viên: Triệu Minh Đức 19 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Chương 2: KỸ THUẬT SINH ẢNH DỰA VÀO RAYTRACING 2.1 KỸ THUẬT SINH ẢNH RAYTRACING 2.1.1 Nguyên lý giải thuật Ray tracing. .. cầu gỗ Sinh viên: Triệu Minh Đức 33 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing Hình 3.4: Quả cầu đá hoa Hình 3.5: hộp gỗ cầu pha lê Sinh viên: Triệu Minh Đức 34 Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh Ray Tracing. .. sinh ảnh Ray Tracing Hình 2.19: Ảnh thực với ký thuật Ray tracing Hình 2.20: Bức ảnh kết hợp hai giải thuật Qua ảnh ta thấy ảnh sử dụng giải thuật kết hợp có hình ảnh gần với thực tế Ảnh giải thuật

Ngày đăng: 29/08/2020, 18:04

Hình ảnh liên quan

Hình 1.1: Chiếc ấm được chiếu bằng Ambient Light - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.1.

Chiếc ấm được chiếu bằng Ambient Light Xem tại trang 5 của tài liệu.
Hình 1.2: Ấm chè được chiều bằng Diffuse Light - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.2.

Ấm chè được chiều bằng Diffuse Light Xem tại trang 6 của tài liệu.
Hình 1.3. Ấm chè được chiếu bằng Specular Light - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.3..

Ấm chè được chiếu bằng Specular Light Xem tại trang 6 của tài liệu.
Hình 1.4: Tổng quan về hiển thị 3D và các phép chiếu. - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.4.

Tổng quan về hiển thị 3D và các phép chiếu Xem tại trang 9 của tài liệu.
Hình 1.5: hiển thị phép biến đổi. - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.5.

hiển thị phép biến đổi Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 1.6: Vùng không gian hiển thị của phép chiếu trực giao - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.6.

Vùng không gian hiển thị của phép chiếu trực giao Xem tại trang 12 của tài liệu.
1.2.4. Phép chiếu trực giao - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

1.2.4..

Phép chiếu trực giao Xem tại trang 12 của tài liệu.
Với phép chiếu phối cảnh, vùng không gian hiển thị là một hình tháp cụt với đầu mút là gốc tọa độ. - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

i.

phép chiếu phối cảnh, vùng không gian hiển thị là một hình tháp cụt với đầu mút là gốc tọa độ Xem tại trang 14 của tài liệu.
Hình 1.8: Một phép chiếu phối cảnh không đối xứng được đưa về đối xứng bởi một phép biến đổi cắt (là một phép tịnh tiến vuông góc với trục Z qua một khoảng cách tương ứng với –z) - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 1.8.

Một phép chiếu phối cảnh không đối xứng được đưa về đối xứng bởi một phép biến đổi cắt (là một phép tịnh tiến vuông góc với trục Z qua một khoảng cách tương ứng với –z) Xem tại trang 18 của tài liệu.
Hình 2.1: Giải thuật Raytracing - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.1.

Giải thuật Raytracing Xem tại trang 22 của tài liệu.
Hình 2.2: hình ảnh RayTracing - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.2.

hình ảnh RayTracing Xem tại trang 23 của tài liệu.
Sử dụng nguyên lý quang hình nên tạo ra những hình ảnh rất giống thực tế. - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

d.

ụng nguyên lý quang hình nên tạo ra những hình ảnh rất giống thực tế Xem tại trang 24 của tài liệu.
Hình (2.7) (2.8) (2.9) (2.10) thể hiện kết quả của việc tính Radiosity nhiều lần tạo nên bức ảnh có độ sáng gần với ảnh thật - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

nh.

(2.7) (2.8) (2.9) (2.10) thể hiện kết quả của việc tính Radiosity nhiều lần tạo nên bức ảnh có độ sáng gần với ảnh thật Xem tại trang 26 của tài liệu.
Mô hình vật thể - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

h.

ình vật thể Xem tại trang 27 của tài liệu.
Hình 2.12: Bức ảnh khi chưa thực hiện đánh bóng - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.12.

Bức ảnh khi chưa thực hiện đánh bóng Xem tại trang 29 của tài liệu.
hơn, những miếng bị khuất nguồn sáng sẽ tối hơn. Như vậy bề mặt sẽ có hình kẻ sọc (xem hình 2.12), ảnh sẽ không đẹp - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

h.

ơn, những miếng bị khuất nguồn sáng sẽ tối hơn. Như vậy bề mặt sẽ có hình kẻ sọc (xem hình 2.12), ảnh sẽ không đẹp Xem tại trang 29 của tài liệu.
Hình 2.14: Ảnh khi thực hiện đánh bóng theo phương pháp Gouraud - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.14.

Ảnh khi thực hiện đánh bóng theo phương pháp Gouraud Xem tại trang 30 của tài liệu.
Hình 2.15: Độ sáng của một điểm phục thuộc vào - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.15.

Độ sáng của một điểm phục thuộc vào Xem tại trang 30 của tài liệu.
Hình 2.16: Ảnh thực hiện đánh bóng theo phương pháp Phong - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.16.

Ảnh thực hiện đánh bóng theo phương pháp Phong Xem tại trang 31 của tài liệu.
Hình ảnh đã được hoàn thành có thể dựng ảnh với giải thuật kết hợp cả hai giải thuật Radiosity và Ray tracing và cũng có thể dựng ảnh với hai giải thuật này một cách riêng rẽ. - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

nh.

ảnh đã được hoàn thành có thể dựng ảnh với giải thuật kết hợp cả hai giải thuật Radiosity và Ray tracing và cũng có thể dựng ảnh với hai giải thuật này một cách riêng rẽ Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 2.17: Kiểm tra giao cắt của một tia với hộp bao trước - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.17.

Kiểm tra giao cắt của một tia với hộp bao trước Xem tại trang 32 của tài liệu.
Hình 2.19: Ảnh thực hiện với ký thuật Raytracing - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.19.

Ảnh thực hiện với ký thuật Raytracing Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 2.20: Bức ảnh khi kết hợp cả hai giải thuật - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 2.20.

Bức ảnh khi kết hợp cả hai giải thuật Xem tại trang 33 của tài liệu.
Hình 3.1: Vật thể chưa qua xử lý - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.1.

Vật thể chưa qua xử lý Xem tại trang 34 của tài liệu.
Hình 3.2: hình ảnh vật thể sau xử lý - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.2.

hình ảnh vật thể sau xử lý Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 3.3: khối cầu trên nền gỗ - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.3.

khối cầu trên nền gỗ Xem tại trang 35 của tài liệu.
Hình 3.4: Quả cầu trên nền đá hoa - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.4.

Quả cầu trên nền đá hoa Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 3.5: hộp gỗ và quả cầu pha lê - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.5.

hộp gỗ và quả cầu pha lê Xem tại trang 36 của tài liệu.
Hình 3.6: nhiều quả cầu trong không trung - Tìm hiểu kỹ thuật sinh ảnh ray tracing

Hình 3.6.

nhiều quả cầu trong không trung Xem tại trang 37 của tài liệu.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan