|
|
Procedural modeling and realism in computer graphics
Beneš, Jan ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce)
Jedním z cílů počítačové grafiky je vytváření realistických obrázků. Tento realismus je mimo jiné podmíněn dostupností kvalitního obsahu a možností real- ismus tohoto obsahu ověřit. Realismus a především realismus v procedurálním modelování ale bohužel nejsou v současné literatuře dostatečně zastoupeny. V důsledku toho se právě na tato dvě témata zaměřujeme. Zkoumáme definice obecného realismu v počítačové grafice a také zavádíme teoretický rámec pro uvažování a diskuzi o realismu v procedurálním modelování. Abychom tento teor- etický rámec doplnili konkrétními daty, předkládáme uživatelskou studii realismu procedurálně generovaných budov. V ní zjišťujeme, že realismus této konkrétní třídy procedurálních modelů je obsažen v různých škálách obrazu a docházíme k závěru, že si autoři procedurálních pravidel pro budovy musejí všímat ne- jen drobných detailů, ale také celkového tvaru generovaných modelů. Nakonec popisujeme metodu pro generování procedurálních silničních sítí ve městech a jejich okolí. Za pomoci simulace dopravy a poznatků přejatých z existující lit- eratury necháváme města růst v průběhu simulovaného času. Výsledná města jsou utvářena srůstem menších silnic...
|
|
|
Procedural modeling and realism in computer graphics
Beneš, Jan ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce)
Jedním z cílů počítačové grafiky je vytváření realistických obrázků. Tento realismus je mimo jiné podmíněn dostupností kvalitního obsahu a možností real- ismus tohoto obsahu ověřit. Realismus a především realismus v procedurálním modelování ale bohužel nejsou v současné literatuře dostatečně zastoupeny. V důsledku toho se právě na tato dvě témata zaměřujeme. Zkoumáme definice obecného realismu v počítačové grafice a také zavádíme teoretický rámec pro uvažování a diskuzi o realismu v procedurálním modelování. Abychom tento teor- etický rámec doplnili konkrétními daty, předkládáme uživatelskou studii realismu procedurálně generovaných budov. V ní zjišťujeme, že realismus této konkrétní třídy procedurálních modelů je obsažen v různých škálách obrazu a docházíme k závěru, že si autoři procedurálních pravidel pro budovy musejí všímat ne- jen drobných detailů, ale také celkového tvaru generovaných modelů. Nakonec popisujeme metodu pro generování procedurálních silničních sítí ve městech a jejich okolí. Za pomoci simulace dopravy a poznatků přejatých z existující lit- eratury necháváme města růst v průběhu simulovaného času. Výsledná města jsou utvářena srůstem menších silnic...
|
|
|
Procedural modeling and realism in computer graphics
Beneš, Jan ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Patow, Gustavo (oponent) ; Biljecki, Filip (oponent)
Jedním z cílů počítačové grafiky je vytváření realistických obrázků. Tento realismus je mimo jiné podmíněn dostupností kvalitního obsahu a možností real- ismus tohoto obsahu ověřit. Realismus a především realismus v procedurálním modelování ale bohužel nejsou v současné literatuře dostatečně zastoupeny. V důsledku toho se právě na tato dvě témata zaměřujeme. Zkoumáme definice obecného realismu v počítačové grafice a také zavádíme teoretický rámec pro uvažování a diskuzi o realismu v procedurálním modelování. Abychom tento teor- etický rámec doplnili konkrétními daty, předkládáme uživatelskou studii realismu procedurálně generovaných budov. V ní zjišťujeme, že realismus této konkrétní třídy procedurálních modelů je obsažen v různých škálách obrazu a docházíme k závěru, že si autoři procedurálních pravidel pro budovy musejí všímat ne- jen drobných detailů, ale také celkového tvaru generovaných modelů. Nakonec popisujeme metodu pro generování procedurálních silničních sítí ve městech a jejich okolí. Za pomoci simulace dopravy a poznatků přejatých z existující lit- eratury necháváme města růst v průběhu simulovaného času. Výsledná města jsou utvářena srůstem menších silnic...
|
|
|
Procedural generation of pencil drawings
Studna, Martin ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Nindel, Thomas Klaus (oponent)
Cílem práce je implementovat procedurální metodu, která převede přirozený obraz do stylu kresby tužkou. Náš projekt je napsán v jazyce C ++. Používá knihovnu OpenCV pro zpracování obrazu a Eigen pro výpočty z lineární algebry. Vzhledem k tomu, že neuronové sítě jsou často zpochybňovány, zda jsou či nejsou lepší než procedurální metody pro reprodukci uměleckého stylu, tato práce prezentuje i detailní srovnání obou těchto přístupů. Znovu jsme implementovali vybranou metodu pro procedurální generování stylu kresby tužkou a zároveň přidáváme několik úprav. Porovnáváme výsledky metody s nedávno vydaným projektem pro generování kreseb založených na neuronových sítích. Výsledek tohoto subjektivního srovnání ukazuje, že neuronové sítě mohou být vhodnější pro generování tužkových šrafovacích textur pro reprodukci stínování. Na druhou stranu, procedurálně vygenerovaný náčrtek vytvořený implementovaným přístupem poskytuje přirozenější renderování.
|
|
|
Dimensional measurements from a limited set of X-ray projections
Iser, Tomáš ; Horáček, Jan (vedoucí práce) ; Křivánek, Jaroslav (oponent)
V moderní nedestruktivní kontrole kvality ve výrobním procesu často využí- váme výpočetní tomografii z rentgenových snímků, což umožňuje měřit i obtížně dostupné rozměry. Bohužel, taková měření vyžadují stovky nebo i tisíce kalibro- vaných rentgenových projekcí, jejichž získávání je velmi pomalé a může zpomalo- vat celou kontrolu kvality. I v nejnovějších výzkumech je stále zapotřebí desítek nebo stovek projekcí. V této práci se zabýváme jednak fyzikou a technologiemi rentgenového zobrazování, jednak existujícími pracemi na toto téma, a dále na- vrhujeme zcela novou metodu pro nedestruktivní měření rozměrů z omezeného množství rentgenových projekcí. Naše metoda nevyužívá výpočetní tomografii, namísto toho formulujeme měření rozměrů jako minimalizační problém, v němž porovnáváme náš parametrický model vůči reálným snímkům. Kompletně navr- hujeme celý proces, včetně parametrizace měřených objektů, kalibrace materiálu, simulace a hierarchické optimalizace. Naši metodu jsme plně implementovali a její přesnost a opakovatelnost výsledků jsme ověřili na skutečných rentgenových snímcích skutečných objektů. K dosažení přesnosti v řádu desítek nebo stovek mi- krometrů, což je téměř porovnatelné s výpočetní tomografií, stačilo využít pouze dvě nebo tři referenční projekce. Takové výsledky jsou velmi významné pro kon-...
|
|
|
Using neural networks to generate realistic skies
Hojdar, Štěpán ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šikudová, Elena (oponent)
Obor počítačové grafiky široce využívá 360ř fotografií okolního prostředí s vysokým dynamickým rozsahem pro získání realistického osvětlení scény z obrazu. Tento způsob osvětlení scény je rozšířen jak v realistických simulacích, tak v počítačových hrách. Ačkoli tyto mapy prostředí mají mnoho uplatnění, jejich pořizování je náročné, protože výsledná fotografie musí mít vysoké rozlišení i vysoký dynamický rozsah. Protože pořizování těchto fotografií je náročné, jsou drahé a nabídka je velmi omezená. Hluboké neuronové sítě jsou málo prozkoumanou výzkumnou oblastí, která zažívá prudký vývoj. Tyto sítě umí odhadovat chování komplikovaných modelů, jejichž stav se dá ale jednoduše pozorovat - jako například fotografie reálného světa. Neuronové sítě byly v minulosti úspěšně použity k vygenerování nových realisticky vypadajících fotografií (například lidských portrétů). Cílem této diplomové práce je prozkoumat možnost generování realistických obrazů oblohy použitím neuronových sítí. Protože neexistuje žádný veřejně do- stupný dataset obsahující velké množství fotografií oblohy s vysokým dynamic- kým rozsahem, vyvinuli jsme škálovatelný proces zachycení těchto fotografií s levným i drahým vybavením. Implementovali jsme sérii procesů pro upravení za- chycených dat. Ta provede všechny potřebné konverze a připraví data...
|
|
|
Klasifikace 3D objektů pomocí neuronových sítí
Krabec, Miroslav ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šikudová, Elena (oponent)
Klasifikace 3D objektů pomocí neuronových sítí Bc. Miroslav Krabec Klasifikace 3D objektů se setkává s velkým zájmem v oblasti umělé in- teligence. Existuje mnoho různých přístupů využívajících umělé neuronové sítě k řešení tohoto problému. Liší se hlavně reprezentací 3D modelů, kte- rou neuronové sítě přijímají jako vstup a také svou architekturou. Cílem této práce je prozkoumání a otestování těchto přístupů na veřejně dostupných da- tasetech a jejich podrobení nezávislému srovnání, které se dosud v literatuře neobjevilo. Vytvořili jsme sjednocený framework umožňující převádění dat z běžných 3D formátů. Natrénovali a otestovali jsme deset různých sítí na dvou datasetech (ModelNet40 a ShapeNetCore). Všechny testované sítě podali ro- zumně dobrý výkon, ale většinou nedosáhli přesností (accuracy) uvedených v původních článcích. Domníváme se, že je to způsobeno značným, ale ne- popsaným laděním hyperparametrů na straně autorů původních článků, což naznačuje směr dalšího výzkumu. 1
|
|
|
Global exploration in Markov chain Monte Carlo methods for light transport simulation
Šik, Martin ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Jakob, Wenzel (oponent) ; Christensen, Per (oponent)
Fotorealistické zobrazování se již zcela běžně provádí pomocí simulace transportu světla a Monte Carlo metod. Avšak algoritmy použité v současných zobrazovacích systémech jsou často neefektivní, a to zvláště ve scénách, které mají složitou viditelnost mezi kamerou a světelnými zdroji anebo obsahují transport světla přes mnoho lesklých odrazů. Z důvodu zefektivnění simulace v těchto scénách by bylo vhodné využít v praxi robustnější algoritmy. Algoritmy simulace transportu světla založené na Monte Carlo metodách s Markovovými řetězci (MCMC) jsou efektivní právě při vzorkování různých typů světelných cest, a to i ve scénách se složitou viditelností. Na druhou stranu tyto algoritmy často generují příliš mnoho vzorků v některých částech prostoru světelných cest, zatímco jiné části jsou vzorkovány málo, nebo vůbec. Toto chování je způsobeno nedostatečnou globální explorací prostoru světelných cest, která vede k nepředvídatelné konvergenci a k chybám ve výsledném obrázku. Kvůli tomuto nedostatku jsou MCMC metody v praxi často opomíjeny. V této disertační práci se proto soustředíme na zlepšení globální explorace stavového prostoru v MCMC algoritmech pro simulaci transportu světla. Nejdříve uvádíme nový MCMC algoritmus, který používá techniku replica exchange k vylepšení globální explorace. Za účelem zvýšení...
|
|
|
Vyhodnocení algoritmů pro rekonstrukci dynamického rozsahu a mobilní aplikace pro snímání HDR obrazů
Mirbauer, Martin ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Šikudová, Elena (oponent)
Použití digitální fotografie se velmi rozšířilo s popularitou chytrých telefonů. Většina pořízených fotografií však nevyužívá plně možností fotoaparátu, protože zachycené obrázky jsou ukládány ve formátu s omezeným rozsahem hodnot jasu. Problematika expanze a rekonstrukce dynamického rozsahu je zkoumána již od začátku 21. století, nově byly zveřejněny rekonstrukční metody používající konvoluční neuronové sítě, jejichž kvalita výstupu dosud nebyla dostatečně porovnána. V této práci jsme navrhli a implementovali framework pro porovnání kvality rekonstrukce, který jsme použili ke srovnání rekonstrukčních metod založených na konvolučních neuronových sítích. Také jsme implementovali aplikaci fotoaparátu pro mobilní zařízení umožňující zachycení vysokého rozsahu hodnot jasu a dále jsme zhodnotili praktičnost provádění rekonstrukce dynamického rozsahu pomocí nejlepší z porovnaných metod, přímo na mobilním zařízení.
|
|
|
Efficient rendering of fine structures on object surfaces
Brečka, Bohuš ; Křivánek, Jaroslav (vedoucí práce) ; Kondapaneni, Ivo (oponent)
Súčasné metódy realistického renderingu aproximujú povrchovú mikroštruktúru pomocou hladkej normálovej distribučnej funkcie. Tento prístup je nevyhovujúci pre rendering lesklých povrchov s detailami (napr. škrabance), ktoré sú v reálnom svete viditeľné pod jasným svetlom. Možnosťou je modelovať povrchovú štruktúru použitím normálových máp s vysokým rozlíšením, ale to vedie k príliš časovo náročnému renderingu, najmä v kombinácii s renderovacími metódami založenými na stochastickom vzorkovaní. Cieľom tejto práce je preskúmať niektoré prístupy špecificky navrhnuté pre tento problém. Ako hlavnú tému si vyberáme algoritmus, ktorý navrhli Yen et al. [2016]. Túto metódu analyzujeme, implementujeme, porovnávame s ostatnými a navrhujeme vylepšenia. Súčasťou práce je implementácia renderovacieho systému založeného na sledovaní lúčov, ktorý je použitý ako prostredie pre testovanie a vizualizáciu výsledkov.
|
host ::
RSS.