МЕТОД ВІЗУАЛІЗАЦІЇ СКЛАДНИХ ПОЛІГОНАЛЬНИЙ СЦЕН З ВИКОРИСТАННЯМ ФУНКЦІОНАЛЬНО ЗАДАНИХ ОБ'ЄКТІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/KNTU2618-0340/2020.3.2-2.5Ключові слова:
рендеринг; полігони; рівні деталізації; функціонально задані об’єкти; графічні процесориАнотація
Останнім часом можливості апаратної візуалізації істотно зросли. Однак, обробка складних сцен є однією з найбільш фундаментальних проблем в комп’ютерній графіці. При цьому важливо генерувати складні графічні об’єкти з прийнятною продуктивністю, достатньої для динамічного та інтерактивного режимів. Представлено метод візуалізації складних сцен. Основна ідея методу полягає в генерації зображення сцени шляхом її реконструкції з динамічно обраного набору випадкових точок вибірки поверхні. Візуалізується зображення складної тривимірної сцени, що складається з примітивів − трикутників, за допомогою реконструкції з динамічно обраного масиву точок поверхонь. Опорні точки представляють складну геометрію сцени, тому не кожен трикутник повинен оброблятися окремо під час рендеринга. На першому етапі вибираються точки випадкової вибірки таким чином, щоб вони покривали проекції об'єктів в площині зображення приблизно рівномірно. На другому етапі, метод реконструює видимість між обраними опорними точками. Метод не залежить від зв'язності мережі та топології. У результаті час рендерингу зростає тільки логарифмічно від кількості трикутників у сцені. Автоматичне визначення сцени з низькою деталізацією забезпечує високу швидкість рендерингу. Попередньо обчислені структури даних дозволяють інтерактивно робити динамічне оновлення сцени. Для опису поверхонь використовуються функції відхилення (другого порядку) від базової квадрік. Для формування моделі складних об’єктів на базі функцій збурення використовуються теоретико-множинні операції об’єднання і перетину, реалізовані з застосуванням булевих функцій. Вимоги до пам’яті ростуть лінійно з кількістю трикутників. Схема інсталяції на основі графа сцени створює умови для подальшого зниження об’єму пам'яті. Для збільшення складності сцен додані функціонально задані об'єкти. Запропонований метод може бути ефективно використаний у системах високо реалістичної комп’ютерної графіки.
Посилання
Вяткин С. И., Романюк О. В., Обидник М. Д. Особенности полигонального моделирования в системах компьютерной графики. Современные проблемы радиоэлектроники, телекоммуникаций и приборостроения СПРТП–2009:материалы IV Международной научно-технической конференции. (Винница, 8–10октября 2009 р.). Винница, 2009. С. 24.
Вяткин С. И., Романюк А. Н., Костюкова Н. С. Базы данных и моделирующие комплексы для систем визуализации реального времени. Информационные технологии и информационная безопасность в науке, технике и образовании: материалы Международной научно-практической конференции. (Севастополь, 5–10 сентября 2011 г.). Севастополь, 2011. С. 156–157.
Gortler S., Grzeszczuk R., Szeliski R., Cohen M. The Lumigraph. Proceedings of the SIGGRAPH '96: 23rd Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (New Orleans, August 4-9, 1996). New York: Association for Computing Machinery, 1996. Р. 43–54.
Shade J., Gortler S., He L, Szeliski R. Layered Depth Images. Proceedings of the SIGGRAPH '98: 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (Orlando, July 19-24, 1998). New York: Association for Computing Machinery, 1998. P. 231−242.
Levoy M., Hanrahan P. Light Field Rendering. Proceedings of the SIGGRAPH '96: 23rd Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (New Orleans,August 4-9, 1996). New York: Association for Computing Machinery, 1996. P. 31−42.
Shade J., Lischinski D., Salesin D., DeRose T., Snyder J. Hierarchical Image Caching for Accelerated Walkthroughs of Complex Environments. Proceedings of the SIGGRAPH '96: 23rd Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (New Orleans, August 4-9, 1996). New York: Association for Computing Machinery, 1996. P. 75−82.
Schaufler G. Per-Object Image Warping with Layered Impostors. Proceedings of the SIGGRAPH '98: 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (Orlando, July 19-24, 1998). New York: Association for Computing Machinery, 1998. P. 145−156.
Levoy M., Whitted T. The Use of Points as a Display Primitive. Norh Carolina : University of Norh Carolina at Chapel Hill, 1985. 19 p. (Technical report 85-022).
Вяткин С. И. Моделирование неоднородностей при визуализации атмосферных эффектов. Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 7. С. 9–14.
Vyatkin S., Romaniuk S., Romaniuk O. Visualization of 3D-amorphous Objects Using Free Forms. Электротехнические и компьютерные системы. 2015. № 19 (95). С. 227−230.
Вяткин С. И., Романюк А. Н., Поддубецкая М. П. Анимация трехмерных объектов. Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах. 2013, № 1 (42). С. 207–211.
Vyatkin S. I., Romanyuk A.N., Pavlov S. V., Moskovko M. V., Askarova N., Sagymbekova A., Wojcik W., Kotyra A. Fast Ray Casting of Function-Based Surfaces. Przeglad Elektrotechniczny. 2017. № 5. P. 83−86. DOI:10.15199/48.2017.05.1613. Grossman J., Dally W. Point Sample Rendering. Proceedings of the Rendering Techniques '98: Eurographics Workshop in Vienna. (Vienne, June 29 – July 1, 1998).
Vienne: Springer, 1998. P. 181–192.
Rusinkiewicz S., Levoy M. Qsplat: A Multiresolution Point Rendering System for Large Meshes. Proceedings of the SIGGRAPH '00: 27th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (New Orleans, July 23-28, 2000). New York:
ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 2000. P. 343−352.
Pfister H., Zwicker M., J. van Baar, Gross M. Surfels: Surface Elements as Rendering Primitives. Proceedings of the SIGGRAPH '00: 27th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. (New Orleans, July 23-28, 2000). New York: ACM Press/Addison-Wesley Publishing Co., 2000. P. 335−342.
Vyatkin S. I. Complex Surface Modeling Using Perturbation Functions, Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2007. Vol. 43. Issue 3. P. 226−231.
