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

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt của vật thể và ứng dụng(Luận văn thạc sĩ) 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 NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT TẠO BÓNG BỀ MẶT CỦA VẬT THỂ VÀ ỨNG DỤNG Ngành: Khoa học máy tính Mã số: 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Vũ Đức Thái Thái Nguyên năm 2020 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 ứng dụng”, TS Vũ Đức Thái hướng dẫn cơng trình nghiên cứu riêng tơi Tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Tác giả xin cam đoan tất nội dung luận văn nội dung đề cương yêu cầu thầy giáo hướng dẫn Nếu sai tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước hội đồng khoa học trước pháp luật Thái Nguyên, ngày 17 tháng 09 năm 2020 Tác giả luận văn Phạm Thị Phương Nga ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Vũ Đức Thái, thầy giáo trực tiếp hướng dẫn khoa học cho tơi 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 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 Cao học Khoa học máy tính CK -17A, trường Đại học Công nghệ Thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên động viên, giúp đỡ nhiệt tình chia sẻ với tơi kinh nghiệm học tập, cơng tác suốt khố học Cuối cùng, tơi muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, người thân bên cạnh động viên suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Mặc dù cố gắng, song luận văn tránh khỏi thiếu sót, kính mong dẫn quý thầy cô bạn Thái Nguyên, ngày 17 tháng năm 2020 Học viên Phạm Thị Phương Nga 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 Chương TỔNG QUAN VỀ MƠ PHỎNG VÀ BÀI TỐN HIỂN THỊ MƠ HÌNH BĨNG BỀ MẶT 1.1 Tổng quan thực ảo 1.1.1.Thực ảo 1.1.2 Lịch sử phát triển thực ảo 1.1.3 Ứng dụng thực ảo 1.2 Mơ hình 3D thực ảo 1.3 Vai trò việc mô không gian 3D 10 1.4 Mơ hình hóa mơ hình 3D 11 1.4.1 Hệ trục tọa độ 12 1.4.2 Kỹ thuật hiển thị mô hình Bump Mapping 13 1.4.3 Kỹ thuật xử lý ảnh hoa văn 19 1.4.4 Kỹ thuật Ánh xạ bề mặt chạm 20 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 3D 22 2.1 Kỹ thuật chiếu sáng 22 2.2 Hiệu ứng ánh sáng 24 2.2.1.Các hiệu ứng ánh sáng .24 2.3.Thuật tốn chiếu sáng tồn cục 28 2.3.1.Một số thuật toán chiếu sáng toàn 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 3.2.3.Phân tích yêu cầu biểu diễn 47 3.3 Thiết kế thuật toán 49 3.3.1.Thuật toán xác định hướng ánh sáng mơi trường 49 3.3.2 Thuật tốn tính tốn tương tác vật thể xoay 50 3.4 Thiết kế giao diện 51 KẾT LUẬN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH 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 Khơng 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 trình sinh dò 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 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 phòng 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 thuật, trưng bày ảo cơng cụ hữu hiệu để nghệ sỹ giới thiệu quảng bá sản phẩm tinh thần đến với độc giả Trong hầu hết lĩnh vực thực tế tìm thấy vấn đề ứng dụng, sử dụng trưng bày ảo công cụ trực tiếp gián tiếp để giải vấn đề Thời gian gần với phát triền mạnh mẽ công nghệ Thực ảo, Thực ảo trộn, Thực tăng cường, tạo khả phát triển mạnh mẽ cho việc phát triển ứng dụng trưng bày ảo 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 vấn đề như: thiếu vật, bảo quản vật bảo tàng vấn đề kinh tế (chi phí làm sản phẩm mẫu) thương mại Để xây dựng ứng dụng thực tế sử dụng cơng nghệ trưng bày ảo có nhiều vấn đề đặt cần nghiên cứu giả ví dụ như: vấn đề xây dựng tối ưu hóa mơ hình để sử dụng được, vấn đề quản lý thông tin bao gồm thơng tin vị trí trưng bày vật, vấn đề tính tốn va chạm gi ữa vật ảo với môi trường thật, v.v 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 chân thật Để có hình ảnh điều quan trọng tính tốn tác động môi trường lên biểu diễn bề mặt đối tượng Các tác động môi trường lên bề mặt đối tượng phân thành hai loại chính: tác động khơng 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, q trình kết xuất ảnh hai chiều từ đối tượng, góc quan sát điều kiện mơi trường, tồn q trình gọi (Rendering) [7, 22] Trong Rendering yếu tố nội đối tượng, ánh sáng yếu tố quan trọng có ảnh hưởng nhiều đến việc biểu diễn bề mặt đối tượng, yếu tố mà ứng dụng ba chiều bỏ qua Việc tính tốn ảnh hưởng ánh sáng lên biểu diễn bề mặt đối tượng thể thông qua hai hiệu ứng hiệu ứng bóng bề mặt (Shading) hiệu ứng bóng đổ (Shadow) Nghiên cứu bóng bề mặt nghiên cứu quan trọng đồ họa ba chiều thời gian thực Có nhiều kỹ thuật tơ bóng đề xuất sử dụng rộng rãi kể đến kỹ thuật tơ bóng Gouraud [7] đề xuất năm 1971 kỹ thuật tảng cho kỹ thuật tiếp theo; kỹ thuật tơ bóng Phong [12] Phong Blinn [2] hai kỹ thuật cài đặt sử dụng rộng rãi Ngoài kỹ thuật kỹ thuật sử dụng đồ phụ trợ Normal Mapping, Parallax Mapping, Displacement Mapping [5, 16, 18] nhằm làm tăng độ chi tiết bề mặt đối tượng không làm thay đổi số lượng đa giác biểu diễn sử dụng rộng rãi Vấn đề tơ bóng vấn đề kinh điển nghiên cứu từ lâu nhiên phải đáp ứng yêu cầu thời gian thực nên việc tơ bóng cho đối tượng như lơng, tóc, khói, mây, đối tượng lỏng, v.v việc thể hiệu ứng gương, khúc xạ, thấu kính, v.v vấn đề khó tiếp tục nghiên cứu Các cơng trình nghiên cứu tiêu biểu xem tài liệu tham khảo [9, 10, 11, 14, 20] Một vấn đề quan trọng cần nghiên cứu để xây dựng ứng dụng trưng bày ảo ảnh hưởng mơi 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 khơng thể 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 cứu 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 khơng có tác đụng làm tăng chất lượng hình ảnh ứng dụng trưng bày ảo mà kết nghiên cứu cịn sử dụng làm công cụ để trợ giúp cho việc trưng bày đối tượng thực làm chúng bị thay đổi, phá hủy theo thời gian tác động ánh sáng môi trường Nhận biết quan trọng đó, với mục đích mơ 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 Mục tiêu cụ thể nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng hiệu ứng bóng bề mặt vật thể trưng bày không gian ba chiều Tôi lựa chọn đề tài:” Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt vật thể ứng dụng” Đề tài nghiên cứu thuật toán để cài đặt mô cho số vật Nhà bảo tàng văn hóa dân tộc Việt Nam thành phố Thái Nguyên Ứng dụng kết nghiên cứu vào xây dựng phần mềm trưng bày ảo cho số vật Bảo tàng Văn hóa dân tộc Việt Nam TP Thái Nguyên với lý thuyết phân tích tác động mơi trường lên vật 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:  Đối tượng nghiên cứu kỹ thuật chiếu sáng, kỹ thuật biểu diễn biến đổi đối tượng tác động ánh sáng điều kiện môi trường lĩnh vực thực ảo đồ họa ba chiều + Phạm vi nghiên cứu:  Tập trung nghiên cứu kỹ thuật tính tốn đồ chiếu sáng ứng dụng kết hợp đồ chiếu sáng cho ứng dụng trưng bày ảo Ảnh hưởng ánh sáng lên biến đổi bề mặt số loại chất liệu phổ biến lĩnh vực trưng bày ảo 46 Hình 3.2: Bề mặt vật thể suốt Để thể hình ảnh đẹp, nhấn số đặc trưng người họa sĩ cần có mắt nghệ thuật biểu diễn có tính sáng tạo, phần mềm thực ảo có cơng cụ hỗ trợ để biểu diễn: Ví dụ: Hình 3.3: So sánh ảnh bị nhiễu sáng chỉnh sửa 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 đảm bảo trung thực cần thiết 3.2.2 Phân tích chức người dùng Hệ thống có use case sau: 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 môi 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 mô tả, dẫn, thuyết minh thêm giới thiệu vật thể Hình 3.4: Biểu đồ Use case 3.2.3 Phân tích yêu cầu biểu diễn 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 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 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 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 Input Lựa chọn vật thể Xác định vị trí vậ t Xác định vị trí nguồn sáng Thiết kế cấu trúc hình ng Xác định bề mặt biểu diễn + Tích hợp hệ thống Hình 3.5: Sơ đồ phân tích Output 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 Hình 3.6: Mơ hình thuật tốn xác định hướng ánh sáng môi trường Dựa vào mối quan hệ khung nhìn nguồn sáng Hình trên, 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 vật thể Để xác định hướng nguồn sáng ta cần xác định hướng véc tơ phản xạ Véc tơ phản xạ tính dựa vào cơng thức: 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 mô phụ thuộc vào q trình tính tốn tương tác khơng gian, phương pháp tích phân số hiệu coi yếu tố định q trình tính tốn Chúng tơi đề xuất phương pháp tích phân số hỗn hợp nhằm tăng tốc độ tính tốn Thơng thường môi trường mô bao gồm nhiều đối tượng di chuyển, kỹ thuật phát vị trí dựa giới hạn bao quanh đối tượng phân chia thành hai pha: Pha thứ nhanh chóng loại trừ cặp đối tượng mà chúng xảy tương tác, pha thứ hai thực kiểm tra giao cặp lại để xác định tương tác Từ sở phân tích trên, thuật tốn tích phân số hỗn hợp đề xuất sau: Bước 1: Sử dụng phương pháp Euler bắt đầu mô phẫu thuật ảo Bước 2: Thực pha thứ dị tìm va chạm phát va chạm xảy chuyển sang Bước Bước 3: Sử dụng phương pháp Runge-Kutta bậc cho mô biến dạng Bước 4: Khi có dụng cụ tác động đến mơ mềm sử dụng lại phương pháp Euler Lặp lại từ Bước đến Bước hoàn thành toàn q trình mơ Sơ đồ khối phương pháp tích phân số hỗn hợp thể hình sau: 51 Hình 3.7: Sơ đồ khối phương pháp tích phân số hỗn hợp 3.4 Thiết kế giao diện + Giao diện làm việc phần mềm cần đáp ứng chức - Đăng nhập vào hệ thống: Đảm bảo an tồn, kiểm sốt cho hệ thống - Các menu chọn: + Chọn tham sô điều chỉnh + Danh sách vật + Xoay bục trưng bày + Ẩn giao diện + Thoát 52 Điều khiển cường đồ ánh sáng Chọn tham số điều Điều khiển hướng chiếu sáng chỉnh chỉnh khiển Điều khiển góc chiếu sáng Danh sách vật Trong danh sách vật gồm có: 13 vật tượng trưng, đặt bục trưng bày Xoay bục trưng bày Trong menu gồm có lệnh: Xoay bục trưng bày dừng bục trưng bày 4.Ẩn giao diện Với Menu cho phép người dùng ẩn giáo diện Thoát Với Menu cho phép thoát khỏi phần mềm + Dưới số hình ảnh trình chạy thực nghiệm: - Với vật thể hướng chiếu sáng cường độ ánh sáng khác khiến cho bề mặt vật thể có mầu đậm nhạt khác 53 (a) (b) 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 54 (c) (d) Hình 3.9: Biểu diễn vật Bình với hướng chiếu sáng từ xuống (c ) Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng diện (d) Hình ảnh bề mặt vật có góc chiếu sáng từ bên phải 55 (e) (f) Hình 4.0: Biểu diễn vật Cồng với hướng chiếu sáng từ xuống (e ) Hình ảnh bề mặt vật tăng cường độ ánh sáng (f ) Hình ảnh bề mặt vật giảm cường độ ánh sáng 56 (g) (h) Hình 4.1: Biểu diễn vật Giỏ với hướng chiếu sáng từ xuống (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 57 KẾT LUẬN Để thực vẽ biểu diễn vật thể yếu tố ánh sáng cần phân tích thông tin đầu vào, yêu cầu biểu diễn yếu tố chi tiết đặc trưng vật thể cần biểu diễn, không gian biểu diễn nguồn sáng chiếu đến…Từ cần thiết kế mơ hình, thuật toán, 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 tỉnh Thái Ngun Q trình phân tích thiết kế cài đặt thực nghiệm thực điều chỉnh để tăng hiệu quả, độ xác cho việc biểu diễn Chương trình mơ hồn thiện đóng gói chạy mơi trường Q trình thực cịn số hạn chế số lượng vật chọn để biểu diễn chưa nhiều, vật có vật liệu suốt (như thủy tinh, nhựa) chưa thể Sự biến đổi mặt tác động hóa học (lão hóa theo thời gian, ăn mịn…) chưa nghiên cứu Luận văn cịn tiếp tục phát triển để giải hạn chế 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 [4] Chongyang May, Li-Yi Wei Sylvain Lefebvrex, Xin Tong Jul 2013 “Dynamic Element Textures” Journal ACM Transactions on Graphics (TOG) - SIGGRAPH 2013 Conference Proceedings Vol 32, Issue [5] Djalma Bandeira, Marcelo Walter O.2009 “Synthesis and Transfer of TimeVariant Material Appearance on Images” In proceeding of: SIBGRAPI 2009, Proceedings of the XXII Brazilian Symposium on Computer Graphics and Image Processing, Rio de Janeiro, Brazil, p11-15 [6] FABIANOWSKI, B., AND DINGLIANA, J 2009 Interactive GlobalPhoton Mapping Computer Graphics Forum 28, 4, PP 1151–1159 [7] Gouraud, Henri, “Continuous shading of curved surfaces”, IEEE transactions on computers, 1971, 100.6, PP 623-629 [8] George Lepouras, Costas Vassilakis,(2005), “Virtual museums for all: employing game technology for edutainment” Virtual Reality pp 96–106 [9] MEILLAND, Maxime; BARAT, Christian; COMPORT, Andrew 3d high dynamic range dense visual slam and its application to real-time object relighting In: Mixed and Augmented Reality (ISMAR), 2013 IEEE International Symposium on IEEE, 2013 p 143-152 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 [11] PIAO, Jin-Chun, et al “Lightweight particle-based real-time fluid simulation for mobile environment” Simulation Modelling Practice and Theory, 2017, 77, PP.32-48 [12] Phong Bùi Tường, “Illumination for computer generated pictures”, Communications of ACM 18 (1975), no 6, tr 311–317 [13] SELGRAD, Kai, et al Fast shadow map rendering for many-lights settings In: Proceedings of the Eurographics Symposium on Rendering: Experimental Ideas & Implementations Eurographics Association, 2016 p 41-47 [14] 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 [15] S Me´ rillou D Ghazanfarpou “A survey of aging and weathering phenomena in computer graphics” Computers & Graphics 32 (2008), PP 159 – 174 [16] Stephen Porder et.al “Chemical weathering, mass loss, and dust inputs across a climate by time matrix in the Hawaiian Islands” Earth and Planetary Science Letters 258 (2007) 414 – 427 [17] S Xue, J Wang, X Tong, Q Dai, and B Guo Ap.2008 "Image-based material weathering," Computer Graphics Forum, vol 27, pp 617-626 [18] Szirmay Klaos, Umenhoffer, Tamás Displacement Mapping on the GPU— State of the Art In: Computer Graphics Forum Blackwell Publishing Ltd, 2008,PP.1567-1592 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 [21] Nguyễn Văn Huân, Trịnh Xuân Hùng, Phạm Bá Mấy, Trần Ngọc Thái “Cải tiến kỹ thuật biểu diễn bề mặt nurbs” Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT” Biên Hòa 05-06/8/2009, tr 52-61 [22] Michitaka Hirose (2006), “Virtual Reality Technology and Museum Exhibit” The International Journal of Virtual Reality, 5(2) pp 31-36 [23] Appel A (1968) Some techniques for shading machine renderings of solids AFIPS Conference Proc 32 pp.37-45 ... tài:” Nghiên cứu kỹ thuật tạo bóng bề mặt vật thể ứng dụng? ?? Đề tài nghiên cứu thuật tốn để cài đặt mơ cho số vật Nhà bảo tàng văn hóa dân tộc Việt Nam thành phố Thái Nguyên Ứng dụng kết nghiên cứu. .. 1.4.3 Kỹ thuật xử lý ảnh hoa văn 19 1.4.4 Kỹ thuật Ánh xạ bề mặt chạm 20 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... Gouraud [7] đề xuất năm 1971 kỹ thuật tảng cho kỹ thuật tiếp theo; kỹ thuật tơ bóng Phong [12] Phong Blinn [2] hai kỹ thuật cài đặt sử dụng rộng rãi Ngoài kỹ thuật kỹ thuật sử dụng đồ phụ trợ Normal