Компьютерная графика: введение в трассировку лучей (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.61

Стр.62

Стр.63

УДК 004.925.3(075.8) З-156 канд. техн. наук, доцент В. С. Карманов д-р техн. наук, профессор М. Э. Рояк Рецензенты: Работа подготовлена на кафедре прикладной математики НГТУ Задорожный А. Г. З-156 Компьютерная графика: введение в трассировку лучей: учебное пособие / А. Г. Задорожный. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2021. – 64 с. ISBN 978-5-7782-4561-7 В данном учебном пособии рассмотрены элементы теории трассировки лучей и, соответственно, глобального освещения в компьютерной графике. Пособие может быть рекомендовано как для самостоятельного изучения курса «Компьютерная графика», так и для подготовки к практическим и расчетнографическим заданиям. УДК 004.925.3(075.8) ISBN 978-5-7782-4561-7  Задорожный А. Г., 2021  Новосибирский государственный технический университет, 2021

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Введение ................................................................................................... 3 Базовые геометрические объекты .......................................................... 4 Прямая .................................................................................................... 5 Луч .......................................................................................................... 6 Нормаль .................................................................................................. 7 Для плоского полигона .................................................................... 8 Для нескольких плоских полигонов ............................................... 9 Для неплоского полигона .............................................................. 10 Плоскость ............................................................................................. 11 Нормальное уравнение плоскости ................................................ 11 Уравнение плоскости через 1 точку ............................................. 12 Уравнение плоскости через 3 точки ............................................. 12 Уравнение базовой плоскости....................................................... 12 Сфера .................................................................................................... 13 Параметрическая форма ................................................................ 13 Базовая форма ................................................................................. 13 Эллипсоид ............................................................................................ 14 Параметрическая форма ................................................................ 14 Базовая форма ................................................................................. 14 Конический цилиндр (усеченный конус) .......................................... 15 Нижнее основание .......................................................................... 16 Верхнее основание ......................................................................... 16 Боковая поверхность ...................................................................... 16 Поиск пересечения луча с объектами .................................................. 17 Общая идея поиска пересечения ........................................................ 17 Несколько решений ........................................................................ 18 Базовая форма задания объектов .................................................. 19 Использование экстентов .............................................................. 20 61

Стр.61

Пересечение с плоскостью ................................................................. 21 Базовая плоскость........................................................................... 21 Произвольная плоскость ................................................................ 21 Пересечение со сферой ....................................................................... 22 Базовая сфера .................................................................................. 23 Произвольная сфера ....................................................................... 23 Эллипсоид ....................................................................................... 24 Пересечение с коническим цилиндром ............................................. 25 Нижнее и верхнее основания ........................................................ 26 Боковая поверхность ...................................................................... 26 Пересечение с многоугольником ....................................................... 27 Трехмерный многоугольник ......................................................... 27 Алгоритм Моллера-Трумбора ....................................................... 28 Расчет освещенности ............................................................................. 29 Основное уравнение освещенности ................................................... 30 Функция ДФОС ................................................................................... 31 Модель освещения Фонга ................................................................... 32 Трассировка лучей ................................................................................. 33 Законы геометрической оптики ......................................................... 34 Законы отражения .......................................................................... 35 Закон преломления ......................................................................... 36 Первичные и вторичные лучи ............................................................ 37 Трассировка первичных лучей ...................................................... 38 Трассировка вторичных лучей ...................................................... 39 Задание уравнения луча ................................................................. 40 Некоторые проблемы выбора лучей ............................................. 42 Обратная трассировка лучей .............................................................. 44 Основные достоинства ................................................................... 45 Основные недостатки..................................................................... 45 Развитие трассировки лучей ................................................................. 46 62

Стр.62

Основные этапы развития программного и аппаратного обеспечения трассировки ........................................................................... 47 Флагман NVIDIA ............................................................................ 48 Битва визиток .................................................................................. 49 Метод трассировка путей ................................................................... 52 Двунаправленная трассировка ...................................................... 53 Алгоритм Метрополиса ................................................................. 53 Методы объемной трассировки ......................................................... 54 Метод фотонных карт ......................................................................... 56 Метод распределенной трассировки лучей ...................................... 57 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Пример реализации алгоритма МоллераТрумбора ...................................................................................................... 58 ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Пример реализации трассировки путей .............. 59 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .................................................. 60 63

Стр.63