Algoritmus Ray-Tracing

Lukáš Miňo3Ib

Čo nás čaká

Cieľ algoritmu Úvod do problematiky Algoritmus Zložitosť algoritmu Výhody a nevýhody Zrýchlenie

Cieľ Získanie fotorealistického obrazu

Potrebné znalosti

Programovanie Analytická geometria Optika

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Ako to celé funguje

Algoritmus sleduj_lúč(lúč R, hĺbka rekurzie H) nájdi priesečník P lúča R s najbližším

telesom na scéne ak P neexistuje (lúč opustil priestor

scény), priraď lúču R farbu pozadia a skonč

ak P existuje, zisti pre všetky viditeľné zdroje L[i] (spojnica PL[i] nepretne žiaden objekt scény) intenzitu Iv := Iv + Idi + Isi

Algoritmus ak hĺbka H neprekročila max. hĺbku

sledovania, vyšli: a) odrazený lúč Rr volaním sleduj_lúč

(Rr, H + 1) b) lomený lúč Rt volaním sleduj_lúč(Rt,

H+1) lúču R priraď výslednú farbu ako súčet

príspevkov osvetlenia, farby odrazeného lúča Rr a farby lomeného lúča Rt

1. krok 1. nájdi priesečník P lúča R s najbližším

telesom na scéne

Priesečník Lúč priamka, resp.polpriamka Bod, vektor A[a1, a2, a3], smerovy_vektor[s1, s2,

s3] Parametrické vyjadrenie priamky: X = A + t * smerovy_vektor Guľa: (x - m) * (x - m) + (y - n) * (y - n) + (z -

p) * (z - p) - r * r == 0

2. krok 2. ak P neexistuje (lúč opustil priestor

scény), priraď lúču R farbu pozadia a skonč

3. krok ak P existuje, zisti

pre všetky viditeľné zdroje L[i] (spojnica PL[i] nepretne žiaden objekt scény) intenzitu

Iv := Iv + Idi + Isi

Phongov osvetľovací model

Iv = Is + Id + Ia

Iv – intenzita odrazeného svetla Is – zrkadlová zložka Id – difúzna zložka Ia – ambientná zložka

4. krok ak hĺbka H

neprekročila max. hĺbku sledovania, vyšli:

a) odrazený lúč Rr volaním sleduj_lúč (Rr, H + 1)

b) lomený lúč Rt volaním sleduj_lúč(Rt, H+1)

Odraz lúča

Lom lúča

5. krok lúču R priraď

výslednú farbu ako súčet príspevkov osvetlenia, farby odrazeného lúča Rr a farby lomeného lúča Rt

Zložitosť algoritmu

rd – hĺbka rekurzie Npix – počet pixelov / počet lúčov Nls – počet svetelných zdrojov Nobj – počet obejktov na scéne

)2( objlspixrd NNNO

Výhody a nevýhody Výhody: Paralelné

spracovanie postupného vytvárania obrazu

priesvitnosť

Nevýhody: Bodové zdroje

(polotiene) Nepriame zdroje

iba z dominantného smeru

Iba pre statickú scénu

Zrýchlenie

Vysielať zväzky lúčov Obalenie telies guľami Zoradenie objektov podľa x, y, z

Použité zdroje http://en.wikipedia.org/wiki/Ray_tracing_(graphics) http://www.scratchapixel.com/joomla/lang-en/basic-lessons/

lesson1.html http://www.codermind.com/articles/Raytracer-in-C++-Part-I-Fir

st-rays.html http://www.few.vu.nl/~kielmann/theses/avdploeg.pdf http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/ http://amigareview.amiga.sk/amiga-review-23/najprv-bola-

myslienka-potom-pocitac http://www.3dstudio.cz/3dsmax/ostatni/index-lomu-svetla-

(ior).html http://grafika.sk/clanok/ps-halftone-efekt/ http://www.math.sk/skripta/node22.html http://www.butkaj.com/fyzika1?

id_menu=561&id_sub=39&id_left=130

Ďakujem za pozornosť