globalno difuzno osvjetljenje
DESCRIPTION
Globalno difuzno osvjetljenje. Robert Sajko Mentor: prof.dr.sc. Željka Mihajlović. Sadržaj. Fizikalni model svjetla Jednadžba iscrtavanja Lokalni modeli osvjetljenja Globalni modeli osvjetljenja Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Difuzna interrefleksija u prostoru slike - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/1.jpg)
Globalno difuzno osvjetljenje
Robert Sajko
Mentor: prof.dr.sc. Željka Mihajlović
![Page 2: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/2.jpg)
1/27
Sadržaj Fizikalni model svjetla
Jednadžba iscrtavanja
Lokalni modeli osvjetljenja
Globalni modeli osvjetljenja
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike
Difuzna interrefleksija u prostoru slike
Demonstracija
![Page 3: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/3.jpg)
2/27
Fizikalni model svjetla Pojave:
Refleksija i refrakcija Interferencija i difrakcija Polarizacija Apsorpcija
Učinci: Ambijentalno zaklanjanje Pretapanje boja Kaustika Ispodpovršinsko raspršivanje
![Page 4: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/4.jpg)
3/27
Fizikalni model svjetla Ispodpovršinsko raspršivanje
![Page 5: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/5.jpg)
4/27
Fizikalni model svjetla Kaustika
![Page 6: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/6.jpg)
5/27
Fizikalni model svjetla Pretapanje boja
![Page 7: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/7.jpg)
6/27
Fizikalni model svjetla Ambijentalno zaklanjanje
![Page 8: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/8.jpg)
7/27
Jednadžba iscrtavanja Sažet matematički opis propagacije svjetla
izlazna svjetlost na poziciji x, u smjeru ,
svjetlost emitirana sa pozicije x, u smjeru ,
integral upadnih zraka svjetlosti preko polukugle,
mjera svjetlosti reflektirane na poziciji x, iz upadnog prema izlaznom smjeru (BRDF)
upadna svjetlost na poziciji x, u smjeru ,
atenuacija upadnog svjetla zbog kuta upada, gdje je normala na površinu.
![Page 9: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/9.jpg)
8/27
Lokalni modeli osvjetljenja Aproksimacija integralnog člana:
Različiti načini definicije BRDF: Phong Blinn-Phong
![Page 10: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/10.jpg)
9/27
Globalni modeli osvjetljenja Tradicionalne metode:
Praćenje zrake (ray tracing) Isijavanje (radiosity) Preslikavanje fotona (photon mapping)
Algoritmi u stvarnom vremenu: Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike (SSAO) Difuzna interrefleksija u prostoru slike (SSGI)
![Page 11: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/11.jpg)
10/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike
Integral funkcije vidljivosti po hemisferi:
Aproksimacija integrala sumom:
![Page 12: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/12.jpg)
11/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Kako odrediti funkciju vidljivosti?
Elegantno ali neefikasno rješenje – praćenje zrake
Heurističko rješenje – analiza spremnika dubine Djelovanje u prostoru slike
![Page 13: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/13.jpg)
12/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Klasični SSAO algoritam:
1. Rekonstruiraj 3D poziciju fragmenta (u prostoru kamere).
2. Odaberi 8-32 slučajna uzorka u 3D prostoru, u hemisferi oko fragmenta.
3. Projiciraj uzorke natrag u prostor slike.
4. Odredi dubine uzoraka.
5. Izračunaj funkciju zaklonjenosti za pojedine uzorke i pribroji doprinose.
![Page 14: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/14.jpg)
13/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike
![Page 15: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/15.jpg)
14/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Klasični SSAO:
![Page 16: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/16.jpg)
15/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Klasični SSAO sa slučajnim uzorkovanjem:
![Page 17: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/17.jpg)
16/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Klasični SSAO sa slučajnim uzorkovanjem i bilateralnim filtriranjem:
![Page 18: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/18.jpg)
17/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Nedostaci klasičnog SSAO algoritma:
Potreba za slučajnim uzorkovanjem - stvaranje šuma
Potreba za dodatnim prolazom za filtriranje šuma
Slaba iskoristivost brze lokalne memorije GPU-a
Variranje performansi s promjenom pozicije kamere
Rješenje – uzorkovanje u 2D regiji konstantne veličine
![Page 19: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/19.jpg)
18/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike SSAO algoritam s 2D uzorkovanjem:
1. Odaberi 8-32 uzorka u 2D regiji oko danog fragmenta.
2. Rekonstruiraj pozicije danog fragmenta i odabranih uzoraka u prostoru kamere.
3. Evaluiraj funkciju zaklanjanja nad dobivenim 3D uzorcima.
4. Pribroji pojedinačne doprinose uzoraka i odredi konačnu zaklonjenost.
![Page 20: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/20.jpg)
19/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike SSAO algoritam s 2D uzorkovanjem
Bunnellova funkcija zaklanjanja (disk-to-disk)
![Page 21: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/21.jpg)
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike
20/27
SSAO s 2D uzorkovanjem:
![Page 22: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/22.jpg)
21/27
Ambijentalno zaklanjanje u prostoru slike Usporedba performansi u ovisnosti o broju uzoraka
(u milisekundama po slici):
8 16 32 640
10
20
30
40
50
60
70
80
Klasični SSAOSSAO s 2D uzorkovanjem
Testna konfiguracija: Intel Core 2 Duo 2.66 Ghz, ATI Radeon HD3870
![Page 23: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/23.jpg)
22/27
Difuzna interrefleksija u prostoru slike Indirektno osvjetljenje:
Integral upadnog zračenja po hemisferi:
Aproksimacija integrala sumom:
Problem istovjetan zaklanjanju ambijenta!
![Page 24: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/24.jpg)
23/27
Difuzna interrefleksija u prostoru slike Algoritam:
1. Odaberi 8-32 uzorka u 2D regiji oko danog fragmenta.
2. Odredi vrijednosti difuznog osvjetljenja odabranih uzoraka.
3. Rekonstruiraj pozicije danog fragmenta i odabranih uzoraka u prostoru kamere.
4. Evaluiraj funkciju prijenosa nad dobivenim 3D uzorcima i pripadajućim vrijednostima difuznog osvjetljenja.
5. Pribroji pojedinačne doprinose uzoraka i odredi konačnu osvijetljenost.
![Page 25: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/25.jpg)
24/27
Difuzna interrefleksija u prostoru slike SSAO + SSGI:
![Page 26: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/26.jpg)
25/27
Difuzna interrefleksija u prostoru slike Usporedba performansi u ovisnosti o broju uzoraka
(u milisekundama po slici):
Testna konfiguracija: Intel Core 2 Duo 2.66 Ghz, ATI Radeon HD3870
8 16 32 640
10
20
30
40
50
60
70
80
SSAOSSAO+SSGIKlasični SSAO
![Page 27: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/27.jpg)
26/27
Demonstracija
![Page 28: Globalno difuzno osvjetljenje](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062305/5681515d550346895dbf81d8/html5/thumbnails/28.jpg)
Globalno difuzno osvjetljenje
27/27
Pitanja?
Hvala na pažnji!