osnove 3d modeliranja - naravoslovnotehniška fakulteta - … ·...
TRANSCRIPT
![Page 1: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/1.jpg)
Helena Gabrijelčič Tomc
Osnove 3D modeliranja
Osvetljevalni modeli, algoritmi za računanje senc
![Page 2: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/2.jpg)
lokane luči, algoritmi za senčenjevs.
radiosity, raytracing, ambinet occlusion, .....
Lokalno in globalno osvetljevanje (Local, Global illumination)
https://www.youtube.com/watch?v=MJV55-Buw60
![Page 3: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/3.jpg)
lokane luči, algoritmi za senčenjevs.
radiosity, raytracing, ambinet occlusion, .....
Lokalno in globalno osvetljevanje (Local, Global illumination)
http://www.thegnomonworkshop.com/news/2013/05/light-for-3d-animation-globally-illuminating-the-job-of-lighting-artists/
![Page 4: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/4.jpg)
• upodobljevalniki• “Ambient Occlusion”• indirektno osvetljevanje – “Radiosity”• sledenje žarku – “Ray Tracing”• mapiranje fotonov – “Photon mapping”• slika z visokim dinamičnim območjem (HDRI-High Dynamic Range Image)
Sistemi za globalno osvetljevanje (Global illumination)
![Page 5: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/5.jpg)
Ambient Occlusion
![Page 6: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/6.jpg)
http://http.download.nvidia.com/developer/GPU_Gems_2/GPU_Gems2_ch14.pdf
environment lighting ambient occlusion ambient occlusion+indirect lighting
• grob približek globalnega osvetljevanja• start žarkov iz površine objekta: a.) stik z drugo površino-temno; b.) pot v neskončno-svetlo
•"accessibility value"- procent hemisfere nad površino, ki ni zakrita z drugo geometrijo
Ambient Occlusion
![Page 7: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/7.jpg)
• objekt zavisi od vseh objektov na sceni, a vpliva le na objekte, ki imajo to nastavitev
![Page 8: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/8.jpg)
http://www.design-corps.co.uk/blog/visualisation-blog/ambient-occlusion-3ds-max/
http://wiki.blender.org/index.php/Doc:2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion
![Page 9: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 11: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/11.jpg)
Indirektno osvetljevanje
![Page 12: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/12.jpg)
• količina energije, ki zapušča površino na enoto časa na enoto površine• mreža ali mrežna matrica površine objektov• del površine objekta = "svetlobni vir"• določanje vpadne in sipane svetlobe svetlobnega vira in drugih objektov na delcu mreže
Indirektno osvetljevanje (Radiosity)
http://lightwiki.com/wiki/How_the_new_radiosity_works_in_LightWave_3D_9.2http://www.navs.8m.com/seminar/radiosity.html
![Page 13: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/13.jpg)
• mrežna matrica
Indirektno osvetljevanje (Radiosity)
![Page 14: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/14.jpg)
• število ponavljanj• kombinacija z Raytracing: difuzno/reflektivno
http://en.wikipedia.org/wiki/Radiosity_(computer_graphics)
![Page 15: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/15.jpg)
http://http.download.nvidia.com/developer/GPU_Gems_2/GPU_Gems2_ch14.pdf
direktno osvetljevanje + eno ponavljanje indirektnega + dve ponavljanji indirektnega
"Color Bleeding"
![Page 16: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/17.jpg)
Sledenje žarku
![Page 18: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/18.jpg)
• žarki iz kamere (ang. primary ray, view rays)• odvisno od: 1. števila pikslov, 2. števila svetlobnih virov, 3. globine sledenja žarkov (ang. raytrace depth)
Reflection Ray
• objekt najbližje kameri – izrisani slikovni površini• tri vrste žarkov: reflective, refrective, shadow
http://codinghorror.typepad.com/.a/6a0120a85dcdae970b0128777032c4970c-pi
en objekt
Reflection Ray
http://www.pcper.com/reviews/Graphics-Cards/Ray-Tracing-and-Gaming-Quake-4-Ray-Traced-Project
Sledenje žarku
več objektov
![Page 19: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/19.jpg)
http://www.cs.utah.edu/~jstratto/state_of_ray_tracing/teas_edited-1.jpg
• problemi:1. približek realizma 2. difuznih površin3. indirektnega osvetljevanja4. ostrih senc
![Page 20: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/21.jpg)
Mapiranje fotonov
![Page 22: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/22.jpg)
Photon mapping• dvostopenjski postopek:1. generiranje mape fotonov (Photon Map): emisija fotonov trk z objekti izguba intenzitete2. upodabljanje barve slikovne točke kot v primeru Raytracinga s pomočjo mape fotonov
http://help.chaosgroup.com/vray/help/200R1/render_params_photonmap.htm
![Page 23: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/23.jpg)
Žan Vidmar: PRIMERJAVA RAZLIČNIH UPODOBLJEVALNIKOV V PROGRAMU AUTODESK MAYA
Photon mapping
• število fotonov, število odbojev• korekcija zrnčavosti pri manjši gostoti mape fotonov (Final Gather)
![Page 24: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/24.jpg)
Photon mapping
https://www.youtube.com/watch?v=ReI7AsF3nnE
![Page 25: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/25.jpg)
• upošteva: GI, indirektno osvetljevanje, kavstiko in fizikalne pojave (disperzični lom svetlobe skozi prizmo, medpovršinsko sipanje)
• eksterni upodobljevalniki
http://web.cs.wpi.edu/~emmanuel/courses/cs563/write_ups/zackw/photon_mapping/PhotonMapping.html
![Page 26: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 28: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/28.jpg)
HDRI
![Page 29: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/29.jpg)
• osvetljevanje z okolico• HDRI - High Dynamic Range Image• 8 bit vs. 32 bitov za svetlost• vrednost piksla določena proporcionalno s količino svetlobe (določeno s plavajočo vejico)• uporaba kot običajen bitmap: mapiranje na objektih, svetlobnih virih, ozadju......• sferično mapiranje!
Anže Setnikar
Slika z visokim dinamičnim območjem
![Page 30: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/30.jpg)
http://www.indigorenderer.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=1290
![Page 31: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/31.jpg)
HDRI za refleksijo na objektu
HDRI za osvetljevanjekot okolica (environment)
HDRI na lučeh
http://www.trinisica.com/sub_learn_typedissue.asp?lv=3&mode=1&issue=002
http://www.3dworld-wide.com/hdri.html
![Page 32: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/32.jpg)
Janja Krašovec: Ura (upodobljevalnik Keyshot)
![Page 33: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 35: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/35.jpg)
Testne scene
![Page 36: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/36.jpg)
• emisijski spekter svetlobnega vira• refleksijaki spekter vseh površin• točna lega vseh objektov na sceni (objekti, luči, kamera)
Test upodabljanja svetlobnih efektov
![Page 37: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/37.jpg)
Test upodabljanja svetlobnih efektov (Žan Vidmar)
![Page 38: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/38.jpg)
Algoritmi za računanje senc
Senca s sledenjem žarku (Raytraced shadow)Mapirana senca (Shadow map, Depth-map Shadow,...)
![Page 39: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/39.jpg)
http://www.kxcad.net/autodesk/3ds_max/autodesk_3ds_max_9_reference/ray_traced_shadow_parameters_rollout.html
• fizikalno točnejša simulacija senc• ostrina senc (!): radiosity, mehčanje robov senc, večje število žarkov
Senca s sledenjem žarku (Raytraced shadow)
![Page 40: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/40.jpg)
• dolg čas upodabljanja• problem animacij• ni možna vizualizacija za določene vrste upodabljanja (napr. Interactive Photorealistic Rendering (IPR)
http://www.youtube.com/watch?v=g7YHgPxjFHk
![Page 41: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/41.jpg)
![Page 42: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/42.jpg)
• globinski kanal iz vidika svetlobnega vira v obliki teksture• deformacija sence, problem pikseliziranja pri upodabljanju• ločljivost sence=natančnost• sprejemljiv čas upodabljanja• uporabnost v animacijah
Mapirana senca
![Page 43: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/43.jpg)
Shadow map Raytraced map
![Page 44: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/44.jpg)
Shadow map Raytraced map
• problem transparentnih objektov
![Page 45: Osnove 3D modeliranja - Naravoslovnotehniška fakulteta - … · 2.6/Manual/Lighting/Ambient_Occlusion. . Indirektno osvetljevanje ... •8 bit vs. 32 bitov za svetlost •vrednost](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022020100/5ae6df957f8b9a6d4f8d4c69/html5/thumbnails/45.jpg)
Paul Debevec, Image Matrics: Emily Project
http://www.youtube.com/watch?v=GBgURIUQ700