Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

3D képszintézis fizikai alapmodellje Szirmay-Kalos László.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "3D képszintézis fizikai alapmodellje Szirmay-Kalos László."— Előadás másolata:

1 3D képszintézis fizikai alapmodellje Szirmay-Kalos László

2 Képszintézis = valós világ illuziója Tone mapping Valós világszínérzet pixelVirtuális világ

3 Sugársűrűség (Radiancia): L(x,  ) l Egy egységnyi látható felület által egységnyi térszög alatt kibocsátott teljesítmény [Watt/ sr/ m 2 ] dd dAdA  dd L(x, V ) = V d  dA cos  d 

4 L(x, V ) = L in (x, L)  f r (L,x,V)  cos  ’ Sugársűrűség = Bejövő BRDF Geometria x Fény-felület kölcsönhatás ’’ ’’ L in f r (L,x,V) = f r (V,x,L) Helmholtz törvény: V L f r (L,x,V) = L (x,V) L in (x,L)cos  ’ def

5 Fénynél a hullámhosszok külön kezelhetők l Relativisztikus tömeg kicsit: E = mc 2 = hf l A foton energia (hullámhossz) nem változik rugalmas ütközésnél l Elnyelődési valószínűség energiafüggő e-e- e-e-

6 Gamma fotonnál a relativisztikus tömeg az elektron tömegével összevethető Foton energia (hullámhossz) változik az ütközésnél (Compton szórás) Foszforeszkáló, fluoreszkáló anyagoknál sem kezelhetők a hullámhosszak függetlenül e-e- e-e- Nem mindig van így!

7 Spektrális versus RGB képszintézis KépszintézisSzínleképzés LeLe f r   R, G, B Színleképzés Képszintézis LeLe f r  R, G, B Színleképzés L e [r], L e [g], L e [b] f r [r], f r [g], f r [b] lineáris szorzás Spektrális RGB

8 F =F = cos  ’ - (n+k j ) cos  cos  ’+ (n+k j ) cos  2 cos  - (n+k j ) cos  ’ cos  + (n+k j ) cos  ’  ’’ n =n = sin  ’ sin  2 ’’ F  F0 + (1-F0)  (1-cos  ’) 5, F0 = (n -1) 2 + k 2 (n+1) 2 + k 2 Sima felületek Fresnel egyenletek L in  F L in  (1-F) L in „Sima” = 1 pixelben látható felület síknak tekinthető

9 Fresnel függvény ’’ ’’ arany ezüst F (,  ’)

10 Tükörirány számítása v r = v + 2 N cos  vrvr v v + N cos   N N cos  L = v r, V= v ReflectDir( L, N, V ) { L = V - N * (N * V) * 2; } cos  = - ( v ·N) x

11 Törési irány v t = v  n + N (cos  n -  1- (1 - cos 2  )/ n 2 ) vtvt v  v + Ncos  N NN N  sin   -Ncos  v  Ncos  sin  N =N = n =n = sin  Snellius- Descartes v t = N  sin  Ncos  v t = v  n + N (cos  n  cos  ) cos   1- sin 2   1- sin 2  / n 2

12 Fénytörő anyagok

13 Sima felület class IdealSurface { Color F; // r,g,b double n; // hullámhosszfüggést általában elhanyagoljuk public: void ReflectionDir(Vec& L, Vec& N, Vec& V) { double cosa = -N * V; L = V + N * cosa * 2; } BOOL RefractionDir(Vec& L, Vec& N, Vec& V, BOOL out) { double cn = n; if ( !out ) cn = 1.0/cn; double cosa = -N * V; double disc = 1 - (1 - cosa * cosa) / cn / cn; if (disc < 0) return FALSE; L = N * (cosa / cn - sqrt(disc)) + V / cn; return TRUE; } };

14 „Rücskös” felületek ’’ Cook-Torrance He-Torrance 1 pixelben látható felület Mi: viselkedésileg érvényes modell

15 Diffúz visszaverődés l Radiancia = Bejövő  BRDF  cos  ’ a nézeti iránytól független l A BRDF a nézeti iránytól független l Helmholtz: a BRDF megvilágítási iránytól is független l A BRDF irányfüggetlen: l Diffúz visszaverődés = nagyon rücskös –sokszoros fény-anyag kölcsönhatás –színes! f r (L,x,V) = k d (x, ) ’’ L N V x

16 Lambert törvény l Pont/irány fényforrásra válasz –BRDF irányfüggetlen, DE a sugársűrűség függ a megvilágítási iránytól L ref = L in k d cos +  ’ ’’ L N cos  ’  N·L

17 Spekuláris visszaverődés: Phong modell ’’ ’’ V R = diffúz +  Kell egy függvény, ami nagy  =0 -ra és gyorsan csökken L ref = L in k s ( cos +  n f r (L,x,V) = k s cos n  cos  ’ Nem szimmetrikus! cos   R·V R V

18 Diffúz+Phong anyagok n = diffúz Phong diffúz + Phong Egyszeres fény-anyag kölcsönhatás, nemfémeknél hullámhossz független Sokszoros fény-anyag kölcsönhatás „Saját szín”

19 Phong-Blinn modell (OpenGL) H = (L+V)/|L+V| ’’  Felezővektor V L H cos  ·  L ref = L in k s ( cos +  n f r (L,x,V) = k s cos n  cos  ’ N

20 l Geometria+sugárűsűség: l Absztrakt fényforrások: –Irány fényforrások: egyetlen irányba sugároz, a fénysugarak párhuzamosak, az intenzitás független a pozíciótól –Pozicionális fényforrás: egyetlen pontból sugároz, az intenzitás a távolság négyzetével csökken Fényforrás modellek iránypozicionális d L e (x,V, ) V x

21 Képszintézis pixelVirtuális világ f r  LeLe l Pixelben látható felület meghatározása l A látható pont szem irányú sugársűrűsége L L  L L  R, G, B

22 Megoldási kompromisszumok pixel lokális illumináció rekurzív sugárkövetés globális illumináció


Letölteni ppt "3D képszintézis fizikai alapmodellje Szirmay-Kalos László."

Hasonló előadás


Google Hirdetések