|
|
Robust light transport simulation in participating media
Vévoda, Petr ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Wilkie, Alexander (oponent)
Simulace přenosu světla je využívána v realistické syntéze obrazu k vytváření fyzikálně věrných obrazů virtuálních scén. Důležitou součástí scén bývají opticky aktivní média (např. vzduch, voda, kůže). Efektivní výpočet přenosu světla v médiích robustní vůči jejich velké rozmanitosti je dosud otevřený problém. Naimplementovali jsme algoritmus UPBP nově vyvinutý Křivánkem et al. Ten řeší tento problém kombinací několika vzájemně se doplňujících předešlých metod s pomocí vzorkování podle násobné důležitosti a vyniká v zobrazování scén, v nichž tyto metody samotné selhávaly. Tato implementace je dostupná online, soustředili jsme se na její důkladný popis, abychom usnadnili a podpořili další výzkum v této oblasti. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
GPU implementace algoritmů irradiance a radiance caching
Bulant, Martin ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šik, Martin (oponent)
Předmětem této práce je vytvořit program implementující algoritmy pro výpočet globálního osvětlení radiance a irradiance caching za využití frameworku CUDA na GPU. Paralelní implementace na GPU by měla přinést výrazné zrychlení oproti sériové implementaci na CPU. Implementace bude probíhat v již existujícím frameworku pro výpočty globálního osvětlení, což umožní soustředit se čistě na implementaci samotných algoritmů. Díky této práci bude možné ušetřit čas při testování metod pro výpočet globálního osvětlení, neboť ukládání a přepoužití mezivýsledků je možné použít pro další algoritmy. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Metody lokalizace rozdílů v různých modálitách malířských děl
Fürbach, Radek ; Blažek, Jan (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Práce se zabývá analýzou malířských děl za účelem zjištění použitých malířských technik. Konkrétně se zaměřuje na lokalizaci podkladových kreseb na základě porovnání snímků pořízených ve spektrech s rozdílnou penetrační hloubkou. Definuje problém spojený se zachycením porovnávaných snímků v různých spektrech. Specifikuje metody, které určují závislost mezi částmi spektra (převážně RGB a IR) a na základě zjištěné závislosti aproximují převod mezi těmito částmi spektra (Projekce červené složky spektra, Intenzita barvy, Vážený průměr složek spektra, Tabulkový přepočet, Lineární regrese, PCA analýza a Hranová dekompozice). Práce též popisuje obecnější problémy znesnadňující řešení dané úlohy, jako je šum, nerovnoměrné osvětlení a sčítání stejného typu záření. Problémy jsou v práci důkladně rozebrány. Navrhujeme Výpočet parametrů osvětlení pomocí neuronové sítě, Aproximace intenzity osvětlení rozmazáním, Aproximace intenzity osvětlení polynomem a Aproximace intenzity osvětlení metodou TWMJ pro potlačení nerovnoměrného osvětlení. Definujeme metody Odhadnutí z hranové dekompozice a Lokální metoda nejmenších čtverců řešící sčítání stejného typu záření. Dále popisujeme Gaussův filtr, Průměrování, Mediánový filtr, Konzervativní vyhlazení a Průměrování s mezí pro odstranění šumu. Navržené metody jsou experimentálně...
|
|
|
Sound simulaton of granular materials
Marko, Matej ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Vorba, Jiří (oponent)
Název práce: Simulace zvuku sypkých materiálů Autor: Matej Marko Katedra: Kabinet software a výuky informatiky Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Jaroslav Křivánek Ph.D., Kabinet software a výuky informatiky Abstrakt: V posledních letech byly vyvinuty metody pro simulaci zvuku pevných těles, tekutin, ohně a tkanin. Tyto metody jsou rozšířením existujících metod pro vizuální simulaci jednotlivých jevů, ke kterým přidávají fyzikálně založené zvuky, korespondující s vizuálními výsledky. Cílem této práce je prozkoumání možnosti vyvinout podobnou metodu pro sypké (zrnité) materiály. Identifikovali jsme dvojici mechanismů, které se podílejí na zvuku sypkých materiálů: kolize mezi částicemi sypkého materiálu a kolize mezi částicemi a okolními pevnými objekty. Navrhli jsme metodu, která modeluje zvuk kolizí částic jako akcelerační šum. Částice jsou aproximovány koulovým tvarem. Zvuk kolizí mezi částicemi a pevnými objekty simulujeme pomocí metody modální analýzy. Jelikož většina metod pro vizuální simulaci sypkých materiálů neposkytuje informaci o kolizích, prezentuje taktéž způsob jak tyto kolize náhodně generovat. Klíčová slova: simulace zvuku, sypké materiály, modální analýza 1
|
|
|
Datové struktury pro zobrazování nepolygonální geometrie
Kuckir, Ivan ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Vorba, Jiří (oponent)
V moderní 3D grafice se nejčastěji používají scény složené z trojúhelníků a zobrazovací metody založené na sledování paprsků. Pro urychlení hledání průsečíků paprsku se scénou se používají hierarchické datové struktury, tzv. akcelerační stromy. Při testování těch nejlepších současných metod s nepolygonální geometrií (konkrétně úsečkami) jsme zjistili, že v mnoha případech nedokáží postavit efektivní strom. Tato práce si dává za cíl celý problém řádně matematicky formulovat. Díky tomu se téma stává průhlednější a lze vidět i nedostatky současných metod, na které zatím nikdo neupozornil. Výsledkem je i algoritmus, který zobecňuje všechny současné metody, není závislý na podobě geometrie a přímo ukazuje směr vylepšení.
|
|
|
Efficient visibility calculation for light transport simulation in participating media
Houška, Čestmír ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Karlík, Ondřej (oponent)
Název práce: Efektivní výpočet viditelnosti pro simulaci přenosu světla v opticky aktivních médiích Autor: Čestmír Houška Katedra / Ústav: Kabinet software a výuky informatiky Vedoucí diplomové práce: doc. Ing. Jaroslav Křivánek, Ph.D. Abstrakt: Tato práce zkoumá použití metod pro urychlení dotazů na viditel- nost v algoritmech pro výpočet přenosu světla, přičemž je kladen důraz na kon- zervativnost a nízkou režii urychleného dotazu. Je zde prezentováno několik publikovaných nesměrových i směrových metod, využívajících pole vzdáleností (distance field), spolu s popisem jejich vlastností. Dvě z těchto metod jsou pak implementovány a důkladně otestovány v existujícím vykreslovacím systému na integrátoru, sledujícím světelné cesty (path tracer), i na vlastní implementaci krokujícího (ray marching) integrátoru pro výpočet jednou rozptýleného světla. Je zde také navržena, implementována a otestována metoda, která dále urychluje původní metody, založené na polích vzdáleností, tím, že předem uloží výsledky některých dotazů. Dále je nastíněno několik možných rozšíření této metody. Klíčová slova: počítačová grafika, vykreslování, opticky aktivní média, viditelnost
|
|
|
Rychlá implementace procedurálních 3D textur
Frívaldský, Dalibor ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Beneš, Jan (oponent)
Procedurální šumové textury hrají klíčovou roli ve světě počítačové grafiky. Jejich výpočet je však časově náročný. Generování šumu pro renderování realistických scén může vyžadovat velké množství hardwarových prostředků. Efektivní využití těchto zdrojů je žádoucí vzhledem k trendu neustále se zvyšujících detailů v renderovaných scénách. V této práci vyvineme sadu optimalizovaných algoritmů pro známý Vylepšený Perlinův šum a nový Gaborův šum. S využitím SIMD prostředků moderní generace procesorů dosáhneme efektivního využití hardwarových zdrojů. Tyto algoritmy následně zaintegrujeme do renderovacího systému MentalRay a budeme demonstrovat jejich efektivitu v různých scénách. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Physically-based Cloud Rendering on GPU
Elek, Oskár ; Wilkie, Alexander (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Optická simulace participujících medií je zajímavý a taky důležitý problém, který ale nemá žádné jednoduché řešení. Mezi participujícími médii lze navíc oblaky, díky jejich pro simulaci složitým vlastnostem, chápat jako obzvláště náročný případ. Cílem této práce je navrhnout řešení tohoto problému a to navíc takové, které by tuto simulaci provádělo interaktivně. Hlavními kritérii při navrhnování teto metody byly její fyzikální věrnost a maximální využití některých výhodných vlastností oblaků, které by nám pomohly vyvážit jejich složitou podstatu. Ve výsledku je námi navrhovaná metoda postavená na algoritmu fotonových map, kterou ale zásadním způsobem modifikujeme tak, aby bylo dosáhnuto její interaktivity a časové koherence. Tomuto napomáhá i fakt, že jsme se při návrhu snažili, aby naši techniku bylo možné implementovat na součastných GPU, jejichž masivně paralelní výpočetní výkon jsme chtěli využít. Prototyp naší metody jsme implementovali v aplikaci, která je schopná interaktivně vykreslovat (zatím pouze) jeden oblak. Naše diskuze se tedy především zabývá tím, jak tento prototyp naší metody zlepšit natolik, aby jej bylo možné použít v různých praktických aplikacích v průmyslu.
|
|
|
Procedurální generování měst
Beneš, Jan ; Wilkie, Alexander (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Tato diplomová práce navrhuje novou metodu pro procedurální generování městských silničních sítí. Popsány jsou jednoduchá dopravní simulace založená na postřezích ze sociální geografie, která je schopná řídit časový vývoj městských silničních sítí pomocí navrhu nových vysokokapacitní komunikací, stejně tak jako modifikováný algoritmus pro generování místních komunikací. Navržená metoda je vysoce automatizovaná.
|
|
|
Guiding a Path Tracer with Local Radiance Estimates
Berger, Martin ; Wilkie, Alexander (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
Algoritmus sledování světelných cest (path tracing) je základní, statisticky nestrannou metodou pro výpočet globálního osvětlení v třírozměrných scénách. Algoritmus je ovšem v praxi příliš pomalý, a proto slouží spíše pro teoretické účely nebo jako základ pokročilejších algoritmů. Tato práce se zabývá určitým vylepšením tohoto algoritmu, kdy při sledování průchodu paprsku scénou algoritmus využívá předpočítaných informací o rozložení světla ve scéně k efektivnějšímu vzorkování možných směrů postupu. Tyto dodatečné informace jsou uloženy v řídké datové struktuře, která je průběžně aktualizována podle potřeby. Algoritmus je implementován v knihovně PBRT.
|
host ::
RSS.