Методы рендеринга сцены на основе алгоритма трассировки лучей

Введение 3
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1. Обзор существующий методов 5
1.2. Обзор программных инструментов для работы с реалистич­ной компьютерной графикой 5
Глава 2. Теоретические аспекты работы с графическими объектами 6
2.1. Примитивные объекты 6
2.1.1 Сфера 7
2.1.2 Плоскость 7
2.1.3 Треугольник 8
2.1.4 Четырехугольник 10
2.2. Структура сцены 11
2.3. Материалы 13
2.3.1 Диффузный материал 13
2.3.2 Металлический материал 14
2.3.3 Прозрачный материал 15
2.4. Текстуры 17
2.4.1 Константная текстура 17
2.4.2 Шахматная текстура 18
2.4.3 Текстура изображения 19
2.5. Освещение 20
Глава 3. Построение алгоритма 21
3.1. Описание алгоритма 21
3.2. Стек технологий 23
3.3. Тестирование и результаты работы 24
Заключение 25
Список литературы 27
Купить

Актуальность
С развитием киноиндустрии, игровой индустрии и дизайна все боль­ше растет потребность в реалистичной компьютерной графике. Долгое время вычислительные способности компьютеров позволяли использовать только метод растеризации треугольников [18, 15], что сказывалось на реалистично­сти получаемого результата, так как этот метод - очень грубая аппроксимация того, как свет на самом деле устроен. Однако компьютерная мощь растет с каждым годом, что позволяет использовать другие методы [16, 17], которые раньше использовать не представлялось возможным, ввиду вычислительной трудозатратности. Один из таких методов - метод трассировки лучей.
Метод трассировки лучей представляет собой метод генерации изоб­ражения путем отслеживания, или трассировки, пути света и моделирования эффектов его столкновения с объектами [20]. Он известен своей гибкостью, как правило, более достижимом реализмом и масштабируемостью, однако, как правило, достаточно трудозатратен [19].
В данной работе поставлена задача реализовать метод трассировки лу­чей, не акцентируя внимание на оптимизации данного метода, хотя некоторые вопросы оптимизации все же будут затронуты.
Цель работы
Целью данной работы является изучение и реализация метода трасси­ровки лучей.
Задачи работы
Для достижения этой цели в рамках работы были поставлены следую­щие задачи:
• Определить и реализовать набор примитивных объектов, доступных для конструирования сцены.
• Определить и реализовать набор свойств поверхности примитивных объектов таких как:
• Рассеивание лучей и затухание света
• Текстуры
• Свойство излучать свет
• Получить изображение, сгенерированное данным методом
Практическая значимость
Одна из самых крупных потребителей реалистичной графики - инду­стрия развлечений, а именно игровая индустрия и киноиндустрия.
Реалистичность спецэффектов в кино помогают людям создавать та­кие кадры, какие раньше не представлялось возможным. Также графика в разы удешевила съемочный процесс, что сделало кино более доступным для производства.
В игровой индустрии графика все ближе приближается к реалистич­ной, что позволяет делать их более правдоподобными, стирая барьер между игроком и игрой.
Если отойти от индустрии развлечений, то реалистичная графика поль­зуется спросом у дизайна. От дизайна интерьера квартиры, до дизайнов круп­ных продуктов и целых зданий. Возможность посмотреть будущий интерьер еще не отремонтированной квартиры, посмотреть еще на не выпущенную мар­ку автомобиля или устроить экскурсию по какому-либо еще недостроенному объекту позволяет многим людям экономить время и деньги.
Купить