Bevezetés, inverz sugárkövetéssel - használata fordított sugárkövetési algoritmus
Számos módszer generáló valósághű képeket, mint a közvetlen sugárkövetési (trace fotonok) és az inverz ray tracing.
sugárkövetési technikák tekinthető jelenleg a legerősebb és sokoldalú technikák létrehozása valósághű képeket. Számos példa van a végrehajtás nyomon követése algoritmusok kiváló minőségű kijelző legösszetettebb háromdimenziós jelenetek. Meg kell azonban jegyezni, hogy az egyetemes felkutatása módszerek nagyrészt annak a ténynek köszönhető, hogy ezek alapján egyértelmű és egyszerű fogalmak, amelyek tükrözik tapasztalataink világérzékelés.
Tárgyak körülöttünk van kapcsolatban a fény a következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- tükrözik, és elnyelik;
- halad át rajta.
Minden ilyen tulajdonságok leírható egy bizonyos sor jellemzők.
A sugárzás lehet jellemezni az intenzitást és a spektrum.
reflexiós tulajdonság (abszorpciós) lehet leírni jellemzői a diffúz és tükrös szórás reflexió. Az átláthatóság leírható a gyengülő intenzitással és fénytörés.
A felületi pontok (hangerő) kibocsátó objektumok árad fénysugarakat. Akkor néven elsődleges sugarak - hogy minden mást. Sugárforrások jön különböző irányokba számtalan elsődleges sugarak. Egyes sugarak űrbe, és néhány esik a többi tárgyat.
Ennek eredményeként az elsődleges tárgyak sugarak keletkeznek másodlagos gerendák. Némelyikük esik a többi tárgyat. Így többször visszavert és megtört, az egyes fénysugarak jönnek a megfigyelési pont. Így a kép a jelenet van kialakítva egy sor fénysugarakat.
Színe az egyes képpontok által meghatározott spektruma és intenzitása az elsődleges sugárnyaláb források, valamint az elnyelt fény energiát a tárgyak találkozott az utat a mindenkori gerendák.
Közvetlen végrehajtásának sugárzási karakterisztikát képalkotó nehéz. Meg lehet próbálni, hogy egy olyan algoritmus felépítésének egy képet ezen a módon. Ez az algoritmus biztosítani kell az összes elsődleges sugarak és állapítsa meg, csökken a tárgyak és a kamera. Akkor fut végig a másodlagos sugárzás, és figyelembe veszik csak azok esnek a tárgyak és a kamera. És így tovább. Egy ilyen algoritmust nevezzük előre sugárkövetéssel. A fő hátránya ennek a módszernek - a sok felesleges kapcsolódó műveletek a számítás sugarak, amelyeket aztán nem használják.
Ez az eljárás, amelynek során valósághű képeket szentelt ennek a munkának.
sugárkövetési módszer jelentősen csökkenti a mell a fénysugarakat. A módszert a 80-as, tartják az alapvető művek Whitted és Kay. E szerint a módszer sugárkövetéssel hajtjuk végre nem a fényforrások, és az ellenkező irányba - a megfigyelési pont. Tehát száma csak sugarak, amelyek hozzájárulnak a képalkotás.
A sík vetítési van osztva több pixel. Úgy döntünk, központi vetületet eltűnő központjában egy távolság a vetítési sík. Rajzolj egy egyenes leszármazási közepén keresztül a középső pixel a vetítési sík. Ez lesz a primer sugárnyaláb vissza nyoma. Ha ez a sugár fog esni egy vagy több objektumot a jelenetet, majd válassza ki a legközelebbi metszéspont. Meghatározza a kép pixel színét figyelembe kell venni az objektum tulajdonságait, majd egy fénysugár esik a megfelelő pont a tárgy.
Ha a tükör (legalább részben) a tárgy, a épít szekunder sugárnyaláb - a gerenda előfordulási számlálási reflexió gerenda előző, a primer sugárnyaláb vezethető.
A tökéletes tükör elég, akkor követni csak a következő metszéspontja a szekunder sugárnyaláb egy objektumot. Az ideális tükör tökéletesen sima polírozott felület, így egy visszavert sugár felel csak egy beeső fény. A tükör elsötétedik, azaz, hogy felszívja része a fényenergiát, de még mindig a szabály: egy fénysugár esik - az egyik tükröződik.
Ha egy átlátszó tárgy, meg kell építeni egy új fényt, úgy, hogy a fénytörés adna az előző vezethető ray.
A diffúz reflexió intenzitását visszavert fény ismert, hogy arányos a cosinus közötti szög a gerenda a fényforrás vektor és normális.
Amikor kiderül, hogy a jelenlegi sugárkövetési visszajelzést nem metszi olyan tárgy, és megy az űrbe, akkor ez a nyom erre gerenda végein.
korlátozásokat bevezetni a gyakorlati végrehajtását a módszer backtracing. Néhány közülük kell, hogy képes legyen alapvetően megoldja a problémát a kép szintézisét és bizonyos korlátozások jelentősen javítja a teljesítményt nyoma.
Korlátozások a végrehajtás nyomon követése
Között a típusú objektumok kiválasztunk néhány hívunk fényforrások. A fényforrások csak fényt bocsátanak ki, de ez nem tükrözi vagy megtörik. Úgy véljük, csak a pontszerű fényforrások.
Tulajdonságok visszaverő felületek által leírt két komponens összege - a diffúz és tükörszerű.
Másfelől, a tükör is által leírt két komponens. Az első (reflexió) figyelembe veszi reflexiók egyéb tárgyak, amelyek nem fényforrások. Csak egy konstrukciót tükröződve visszavert fénysugár r további útvonalválasztás. A második komponens (tükröző) azt jelenti, villogó fény a fényforrások. Erre a célra, a sugarak irányítja minden fényforrások meghatározzuk, és a bezárt szögek ezek gerendák egy tükröződve visszavert nyaláb vissza nyomokban (r). Amikor a színe tükrös visszaverődés pont a felület határozza meg saját színe, ami tükröződik.
Diffúz visszaverődés figyelembe véve csak a sugarak a fényforrások. Sugarak IGNORED tükrözve visszaverő felületek. Ha a sugár célja a fényforrás borítja másik célja, akkor ez pont az árnyék a tárgy. A diffúz visszaverődés megvilágított felület pont színe határozza meg saját felülete és a színes fényforrásokat.
Az átlátszó (transzparens) objektum figyelmen kívül hagyta a függését törésmutatójú hullámhosszon. (Néha átláthatóság általában modell nélkül fénytörés, azaz, az irányt a megtört fénysugár t egybeesik a beeső fény irányát.)
A fiók világításához objektumok által szórt fényt más tárgyak, a háttérben eleme a (környezeti) vezetünk.
korlátozza az iterációk számát vezetünk befejezéséhez nyomkövetés (mélysége rekurzió).
Következtetések módszer backtrace
A módszer sokoldalúságát,, annak alkalmazhatóságát képszintézis meglehetősen összetett térbeli minták szerint. Testesíti meg sok a jogszabályok geometriai optika. Csak végre a különböző előrejelzések.
Még rövidített változatai ennek a módszernek segítségével kap elég valósághű képeket. Például, ha korlátozzuk csak az elsődleges gerendák (a pont a vetítés), ez ad az eltávolítása láthatatlan pontok. Trace egy vagy két szekunder sugarak ad árnyékot, visszaverő átláthatóság.
Minden koordináta transzformációk lineárisak, így elég csak dolgozni textúrák.
Problémák modellezése diffúz reflexió és fénytörés.
Minden pont a kép végre kell hajtani a sok számítási műveleteket. A nyomkövetés az egyik leglassabb kép-algoritmusok.