1 Zaawansowane techniki renderinguFilip Starzyński

2 Raytracing Metoda śledzenia promieniMetoda oparta o oświetlenie globalne (global illumination) Opiera się na uproszczonym fizycznym modelu rozchodzenia się światła Forward raytracing Backward raytracing

3 Rozchodzenie się światłaPromienie świetlne emitowane przez źródło światła odbijają się od obiektów, zmieniając swoją długość (barwę) a następnie trafiają w oko obserwatora. Źródło światła emituję nieskończoną liczbę promieni świetlnych, lecz tylko bardzo mała ich część trafia w nasze oko

4 Śledzenie promieni Analizujemy promienie świetlne wychodzące z punktu kamery przechodzące przez płaszczyznę ekranu Dla każdego piksela na płaszczyźnie ekranu generowany jest oddzielny promień Obraz 1024x768 to promieni

5 Śledzenie promieni Sprawdzamy przecięcia promienia z obiektamiJeżeli promień nie przetnie żadnego obiektu, odpowiadającemu mu pikselowi nadajemy kolor tła Jeżeli promień przetnie jakiś obiekt obliczany jest kolor w miejscu przecięcia podstawie świateł i parametrów materiału

6 Cienie Odbicia idealne (specular) Teksturowanie Mgłę Powierzchnie lustrzane Powierzchnie przezroczyste

7 Gdy promień nie trafia w żaden obiekt

8 Gdy promień trafia obiekt…

9 …prowadzimy dodatkowy promień do źródła światła…

10 …jeśli trafimy na obiekt…

11 …oznacza to, że ten punkt jest w cieniu.

12 Jeśli obiekt odbija światło prowadzimy kolejny promień – promień odbity…

13 …i wykonujemy ponownie wszystkie obliczenia.

14 Jeśli obiekt jest przezroczysty prowadzimy kolejny promień – promień rozproszony…

15 …i wykonujemy ponownie wszystkie obliczenia

16 Wielokrotne odbicia Czasem zdarza się, że promień odbity od obiektu, trafia na obiekt, który także odbija światło itd.. I dochodzi do zapętlenia Należy ustalić maksymalną dopuszczalną liczbę odbić

17 Bez odbić

18 Jeden promień odbity

19 2 promienie odbite

20 Diagram promienia Sn – promienie cieni Tn – promienie rozproszoneRn – promienie odbite

21 Demo

22 Metody optymalizacji:Najbardziej skomplikowaną obliczeniowo operacją jest wyznaczenie najbliższego obiektu, który przecina promień Metody optymalizacji: Podział przestrzeni Prostsze kształty pomocnicze

23

24

25 Radiosity Metoda energetycznaMetoda oparta o oświetlenie globalne (global illumination) Wylicza światło rozproszone Oparta o wymianę ciepła

26 Radiosity Wylicza oświetlenie dla całej scenyNiezależna od położenia kamery Nie musi być wyliczana przy przesunięciach kamery Nie obsługuje odbić, załamania światła itp.. Można ją łączyć z metodą śledzenia promieni

27 Radiosity Powierzchnie w scenie dzielone są na mniejsze obszaryDla każdej pary powierzchni wyliczany jest współczynnik widzialności czyli stopień w jakim światło rozproszone przez pierwszą powierzchnie trafi w drugą Na podstawie tych współczynników wylicza się jasność każdej powierzchni

28 Radiosity Algorytm można wywoływać iteracyjnie, aż do otrzymania satysfakcjonujących rezultatów Każdy kolejny krok oznacza kolejne odbicie promienia świetlnego

29 Radiosity Łatwa w implementacji Soft shadowsProblem przy nagłej zmianie jasności Skomplikowane wyliczanie współczynnika widzialności Brak efektów zależnych od położenia kamery

30 Radiosity

31 Photon Mapping Metoda map fotonowychMetoda najczęściej używana do symulacji zjawiska zakrzywienia promieni np. po przejściu przez przezroczystą powierzchnię. Zbyt złożony obliczeniowo do cieniowania

32 Photon Mapping Krok pierwszy – generowanie mapyZe źródeł światła emitowane są fotony, które po trafieniu w obiekty zostają załamane, odbite lub pochłonięte Następnie informacje o fotonach zostają zapisane w mapie fotonowej

33 Photon Mapping Krok drugi – renderingPodczas renderingu analizowana jest liczba fotonów w określonym miejscu i na tej podstawie zostaje wyliczana jasność. Do bardziej zaawansowanych efektów informacje z mapy fotonów przetwarzane są w odpowiedni sposób

34 Photon Mapping

35 Koniec Dziękuję za uwagę.