|
|
Realistické zobrazení mraků a kouře
Kopidol, Jan ; Žák, Pavel (oponent) ; Jošth, Radovan (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá metodami pro vykreslování objemových dat jako jsou mraky nebo kouř v počítačové grafice. V úvodu jsou shrnuty techniky a triky používané v počítačové grafice pro zobrazení těchto těles ve scéně, především ty, které využívají objemovou reprezentaci, jejich výhody a nevýhody. Následující část je hlouběji věnována vybrané technice pro zobrazování objemových dat - vykreslování mraků a kouře s ohledem na chování světla uvnitř jejich objemu (nazývané participating media), jejímu principu a vztahům ze kterých vychází. Je uveden krátký přehled aplikací, sloužících pro realistické zobrazování scény, které by byly vhodné pro implementaci vybraného algoritmu. Blender, do kterého je algoritmus implementován je popsána podrobněji, včetně jeho vnitřní struktury, obzvláště renderovacího engine. Poslední část práce je věnována návrhu algoritmu, jeho integrace do aplikace a postupu při jeho implementaci.
|
|
|
Rendering of Underwater Scenes
Smutný, Martin ; Vlnas, Michal (oponent) ; Milet, Tomáš (vedoucí práce)
The goal of this thesis is to render underwater scenes and lighting effects typical for such scenes in high quality at interactive frame rates. The focus is specifically on physically-based rendering of oceanic waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media requires a simulation of light scattering inside the water body. Relevant real-time methods are thoroughly investigated. A simple oceanic scene is designed that consist of a procedurally generated terrain, water surface and a atmospheric model. A physically-based bio-optical model of the water volume was proposed. Single scattering in the volume is approximated by explicitly rendering physically-based one-bounce surface and volume caustics. Multiple scattering is approximated by exploiting the properties of such waters. The proposed techniques were implemented. The scene can be rendered from above or below the water. The techniques render the effects in the water volume at acceptable quality, and interactive frame rates are obtained at lower-end GPU.
|
|
|
Rendering of Underwater Scenes
Smutný, Martin ; Vlnas, Michal (oponent) ; Milet, Tomáš (vedoucí práce)
This thesis focuses on rendering realistic underwater environments using real-time techniques. Focus is on rendering ocean waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media is a challenging field in computer graphics that involves simulation of light scattering inside the water body. Methods in the field of real-time computer graphics for rendering and simulation of oceans are investigated. Single scattering and multi scattering approximation techniques are designed to render a water volume using ray marching. The optical properties of the volume are described by a physically-based bio-optical model. Furthermore, surface and volumetric caustics are rendered as they refract through a simulated ocean surface using Fourier transform. The designed technique to render underwater environments was not implemented in its entirety. Only a certain subset of techniques was experimented with.
|
|
|
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
|
|
|
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.
|
|
|
Procedurally Generated Volumetric Cloudscapes for Unity
Koblížek, Jan ; Kahoun, Martin (vedoucí práce) ; Rittig, Tobias (oponent)
Název práce: Procedurálně generovaná volumetrická oblačnost pro Unity Autor: Jan Koblı́žek Katedra: Katedra softwaru a výuky informatiky Vedoucı́: Mgr. Martin Kahoun, Katedra softwaru a výuky informatiky Abstrakt: Tradičnı́ postup pro renderovánı́ mraků v počı́tačových hrách je založen na statických skyboxech, nebo nebo sadách statických textur. Volumetrické mraky kdysi byly přı́liš výpočetně drahé, ale se zlepšenı́m ve výkonu grafických karet byly úspěšně použity v nedávných hernı́ch titulech. Tato práce představuje implementaci volumetrických mraků renderovaných v reálném čase pro hernı́engine Unity. Mraky jsou popsány několika texturami (jak 3-dimenzionálnı́ tak 2-dimenzionálnı́) a renderovány pomocı́ raymarchingu. Výsledná implementace umožňuje použı́vat tři typy nı́zkých mraků - cumulus, stratocu- mulus a stratus. Uživatel může hladce přecházet mezi různými úrovněmi oblačnosti, dennı́mi dobami a animovat mraky na základě směru a rychlosti větru. Mraky podporujı́ světelné efekty jako měkké stı́ny a světelné paprsky pronikajı́cı́ mezi mraky. Klı́čová slova: mraky, volumetrický raymarching, renderovánı́ v reálném čase, Unity (hernı́ engine) 1
|
|
|
Efficient GPU path tracing in solid volumetric media
Forti, Federico ; Elek, Oskár (vedoucí práce) ; Goel, Anisha (oponent)
Realistic Image synthesis, usually, requires long computations and the simulation of the light interacting with a virtual scene. One of the most computationally intensive simulation in this area is the visualization of solid participating media. This media can describe many different types of object with the same physical parameters (e.g. marble, air, fire, skin, wax ...). Simulating the light interacting with it requires the computation of many independent photons interactions inside the medium. However, those interactions can be computed in parallel, using the power of modern Graphic Processor Unit, or GPU, computing. This work present an overview over different methodologies, that can affect the performance of this type of simulations on the GPU. Different existing ideas are analyzed, compared and modified with the scope of speeding up the computation respect to the classic CPU implementation. 1
|
|
|
Real-Time Light Transport in Analytically Integrable Participating Media
Iser, Tomáš ; Elek, Oskár (vedoucí práce) ; Horáček, Jan (oponent)
Zaměřením práce je vykreslování scén v reálném čase v opticky aktivních mé- diích, např. v mlze. Tato média významně ovlivňují vzhled vykreslované scény. Jedná se tedy o důležitý problém, jehož fyzikálně přesné řešení však vyžaduje výpočetně náročnou simulaci velkého množství interakcí mezi světlem a části- cemi média, zejména při simulování vícenásobných rozptylů. Stávající přístupy pro výpočty v reálném čase jsou většinou založené na empirických metodách, si- mulují jen jednou rozptýlené světlo nebo uvažují pouze homogenní média. Tato práce stručně přibližuje tyto přístupy a následně představuje zdokonalenou me- todu pro simulaci vícenásobných rozptylů v reálném čase v kvazi-heterogenních médiích. K tomuto účelu využívá analyticky integrovatelné funkce hustoty a efek- tivní filtrování v MIP mapách s technikami pro minimalizaci nedílných vizuálních nepřesností. Řešení bylo implementováno a vyhodnoceno v kombinované CPU / GPU aplikaci. Výsledná vysoce paralelní metoda dosahuje dobré vizuální věrnosti a dokáže zpracovat jeden snímek za pouhých několik milisekund.
|
|
|
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)
|
|
|
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
|
host ::
RSS.