ЕНЕРГЕТИЧНО-КОРЕКТНА МОДЕЛЬ ОСВІТЛЕННЯ, ОСНОВАНА НА РОЗРАХУНКУ КУТА МІЖ ВЕКТОРАМИ - Завальнюк, Євген; Романюк, Олександр; Прозор, Олена; Снігур , Анатолій (Інформаційні технології та комп'ютерна інженерія, 2023)
Комп'ютерна графіка дозволяє суттєво збільшити пропускну спроможність інформаційного каналу, через який здійснюється двосторонній зв'язок користувача і комп'ютера, у зв'язку з чим роль і значення графічного подання результатів обчислень у промисловості та науково-дослідній практиці безупинно зростає. При формуванні тривимірних графічних зображень велику увагу приділяють реалістичності, яка дає можливість адекватно відображати об’єкти і процеси. При формуванні таких зображень важливо реалістично відтворити кольори, градація яких створює ефект об’ємності. При відтворенні спекулярної складової кольору використовується двопроменева функція відбивної здатності поверхні, яка показує, яка доля світла відбивається від поверхні до спостерігача. Найпоширенішими є моделі Блінна та Фонга. На жаль, ці моделі не відповідають закону збереження енергії, що, безумовно, впливає на реалістичність формування графічних сцен. У роботі приведено детальний аналіз найпоширеніших моделей освітлення. Як базову для модифікації обрано дистрибутивну функцію, яка оперує кутом між серединним вектором і вектором нормалі. У статті описано знаходження формул нормуючого коефіцієнта для моделі відбивної здатності на основі розрахунку кута між векторами, що апроксимує модель Блінна-Фонга. Проаналізовано особливості апроксимованої моделі. Розраховано вихідні дані для знаходження формул нормуючого коефіцієнта на виділених проміжках. На основі бібліотеки Python gplearn розроблено програму для підбору формул нормуючого коефіцієнта. Налаштовано параметри генетичного алгоритму для підбору формул. Обчислено точність апроксимації тренувального набору. Наведено таблицю абсолютних відхилень напівсферичної інтегральної відбивної здатності. Отримана модель відбивної здатності поверхні може бути використана у системах високореалістичної комп’ютерної графіки для формування тривимірних сцен.