ЕНЕРГЕТИЧНО-КОРЕКТНА МОДЕЛЬ ОСВІТЛЕННЯ, ОСНОВАНА НА РОЗРАХУНКУ КУТА МІЖ ВЕКТОРАМИ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1999-9941-2023-56-1-75-82Ключові слова:
ДФВЗ Шліка, ДФВЗ Фонга, ДФВЗ Блінна-Фонга, затухання відблиску, епіцентр відблискуАнотація
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.
Посилання
References
O. N. Romaniuk, Kompiuterna hrafika: Navchalnyi posibnyk. Vinnytsia, Ukraina: VNTU, 1999 [In Ukrainian].
Ye. K. Zavalniuk, O. N. Romaniuk, S. V. Pavlov, R. P. Shevchuk ta T. I. Korobeinikova, «Rozrobka fizychno korektnoi modeli vidbyttia druhoho stepenia», Optyko-elektronni informatsiino-enerhetychni tekhnolohii, vyp. 44, №2, s. 19 – 25. 2022 [In Ukrainian].
Ye. K. Zavalniuk, O. N. Romaniuk, V. V. Voitko, O. V. Romaniuk ta A. V. Snihur, «Rozrobka mo-dyfikovanoi modeli Shlika dlia vyznachennia spekuliarnoi skladovoi koloru», Informatsiini tekhnolohii ta kompiuterna inzheneriia, № 3, s. 4-12. 2022 [In Ukrainian].
O. N. Romaniuk, «Klasyfikatsiia dystrybutyvnykh funktsii vidbyvnoi zdatnosti poverkhni», Naukovi pratsi Donetskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu, №9, s. 145–151, 2008 [In Ukrainian].
D. Guarnera, G. C. Guarnera, A. Ghosh, C. Denk and M. Glencros, «BRDF Representation and Acquisition», Computer Graphics Forum, vol. 35, №2, p. 625 – 650. 2016.
O. N. Romaniuk ta A. V. Chornyi, Vysokoproduktyvni metody ta zasoby zafarbovuvannia try-vymirnykh hrafichnykh obiektiv. Vinnytsia, Ukraina: UNIVESUM-Vinnytsia, 2006 [In Ukraini-an].
E. P. Lafortune and Y. D. Willems, «Using the modified Phong reflectance model for physically based rendering», Department of Computer Science, K.U. Leuven, Belgium, Technical Report CW 197, 1994.
O. N. Romaniuk, I. V. Abramchuk, S. A. Kyrylashchuk ta S. O. Romaniuk, «Modeliuvannia spekuliarnoho skladnyka koloru z vykorystanniam enerhetychnokorektnykh modelei vidbyvnykh zdatnostei poverkhon», Vcheni zapysky TNU imeni V. I. Vernadskoho. Seriia «Tekhnichni nauky», №3, s. 153–157. 2019 [In Ukrainian].
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 74
