Realisme dalam grafik komputer

Penyimpangan ( Teknik untuk Meningkatkan Kualitas Gambar )

Texture-maps : sebuah metode untuk menambahkan detail, tekstur permukaan (a bitmap atau raster image), atau warna ke dihasilkan komputer grafis atau model 3D.

Environmet-maps : Memetakan refleksi lingkungan sekitar sebagai testur yang dipetakan ke sebuah objek geometri.

Bump-maps : grafis komputer teknik untuk membuat membuat permukaan tampak lebih realistis dengan pemodelan interaksi permukaan yang bergelombang tekstur dengan lampu di lingkungan. Bump pemetaan melakukan hal ini dengan mengubah kecerahan pixel di permukaan sebagai tanggapan terhadap heightmap yang ditentukan untuk setiap permukaan. Bump pemetaan adalah salah satu teknik kunci ketika membangun bahan realistis. Memberikan memori yang cepat dan efisien cara menambahkan detail pada permukaan halus.
Sebuah cara tradisional untuk mendefinisikan sebuah peta benjolan menggunakan gambar bitmap untuk menentukan gundukan: terang warna, semakin tinggi benjolan. Keuntungan utama dari pendekatan ini adalah bahwa pengguna dapat menentukan bentuk gundukan dengan menggambar, yang intuitif. Kerugian termasuk penggunaan memori tinggi, resolusi yang terbatas dan grid biasa-seperti sifat benjolan.
Benjolan juga dapat didefinisikan secara prosedural menggunakan objek seperti VSL Kebisingan atau WaveMetode ini cocok untuk mewakili berbagai semi-reguler permukaan dunia nyata, seperti kulit reptil, permukaan batu, ombak di atas air, dll Acara benjolan dapat memiliki akurasi sangat tinggi (= tingkat detail), dan mereka tidak memerlukan banyak memori komputer.

Realsoft 3D menyediakan dua solusi berbeda untuk pemetaan bump:
• Modifikasi dari ketinggian Bump saluran di Permukaan shader geometri
• Modifikasi langsung dari Bump saluran normal dalam properti Permukaan shader
Alternatif pertama adalah metode yang umum dan cocok untuk semua jenis benjolan pemetaan situasi. Bump langsung modifikasi normal lebih terbatas tapi biasanya lebih cepat untuk menghitung. Kedua pendekatan yang dianggap di bawah ini secara lebih rinci.

Normal-maps : Dalam grafik komputer 3D, pemetaan normal, atau "bump Dot3 pemetaan", adalah sebuah teknik yang digunakan untuk berpura-pura penyalaan benjol dan penyok. Hal ini digunakan untuk menambahkan rincian tanpa menggunakan lebih poligon. Peta normal biasanya sebuah RGB gambar yang berhubungan dengan X, Y, dan Z koordinat dari permukaan normal dari versi yang lebih rinci dari objek. Penggunaan umum teknik ini adalah untuk lebih meningkatkan penampilan dan rincian mengenai model poligon rendah dengan menghasilkan peta normal dari model poligon yang tinggi.

Shadow-maps : Shadow-maps diperkenalkan oleh Lance Williams pada tahun 1978, dalam sebuah makalah berjudul "Casting melengkung bayangan pada permukaan lengkung". Ini telah banyak digunakan sejak, baik di offline rendering dan real time grafik. Shadow pemetaan yang digunakan oleh Pixar Renderman dan digunakan pada film utama seperti "Toy Story".

Bayangan pemetaan adalah hanya salah satu dari banyak cara yang berbeda untuk menghasilkan bayangan dalam aplikasi grafis Anda, masing-masing dengan keuntungan dan kerugian. Dalam kasus bayangan pemetaan, ini meliputi:
Advantages:
Keuntungan:
• Tidak ada pengetahuan atau pengolahan geometri adegan diperlukan, karena bayangan pemetaan ruang gambar teknik, bekerja secara otomatis dengan benda-benda yang diciptakan atau diubah pada GPU.
• Hanya satu tekstur yang diperlukan untuk terus membayangi informasi untuk setiap cahaya; yang stensil buffer tidak digunakan.
• Menghindari kebutuhan mengisi tinggi bayangan volume.
Disadvantages: Kekurangan:
• Aliasing, terutama ketika menggunakan peta bayangan kecil.
• . Adegan geometri harus diberikan sekali per cahaya untuk menghasilkan peta bayangan untuk lampu sorot, dan lebih banyak waktu untuk sebuah titik Omnidirectional cahaya.
Tutorial ini akan berfokus pada bayangan dasar pemetaan untuk satu sorotan, tetapi ada banyak koran tentang bagaimana untuk memperluas dan meningkatkan teknik.

Teknik dalam Geometri


Texture-mapping : sebuah metode untuk menambahkan detail, tekstur permukaan (a bitmap atau raster image), atau warna ke dihasilkan komputer grafis atau model 3D.

Polygonization : dengan merubah bentuk asli objek, namun, ini membutuhkan resource hardware yang besar.

Splines : sebuah spline adalah khusus fungsi didefinisikan piecewise oleh polinomial. Dalam interpolating masalah, interpolasi spline sering lebih suka polinomial interpolasi karena menghasilkan hasil yang sama, bahkan ketika menggunakan polinomial derajat rendah, sementara menghindari Runge's fenomena yang lebih tinggi derajat.
Dalam ilmu komputer subbidang yang dibantu komputer desain dan komputer grafis, istilah "spline" lebih sering merujuk pada sebuah piecewise polinomial (parametrik) kurva. Kurva Splines populer dalam subbidang ini karena kesederhanaan konstruksi mereka, mereka kemudahan dan akurasi evaluasi, dan kapasitas mereka untuk perkiraan bentuk kompleks melalui pemasangan kurva dan kurva desain interaktif.
Istilah spline berasal dari fleksibel spline perangkat yang digunakan oleh pembuat kapal dan draftsmen untuk menggambar bentuk halus.
Istilah "spline" digunakan untuk merujuk kepada berbagai kelas fungsi yang digunakan dalam aplikasi yang memerlukan interpolasi data dan / atau smoothing. Data dapat berupa satu dimensi atau multi-dimensi. Fungsi untuk interpolasi spline biasanya ditetapkan sebagai langkah yang tepat minimizers dari kekasaran (misalnya integral kuadrat kelengkungan) tunduk pada interpolasi kendala. Splines smoothing dapat dipandang sebagai generalisasi dari interpolasi splines di mana fungsi ditentukan untuk memperkecil kombinasi yang berbobot rata-rata kuadrat kesalahan pendekatan di atas diamati data dan mengukur kekasaran. Untuk sejumlah bermakna definisi dari kekasaran ukuran, fungsi spline ditemukan di alam dimensi terbatas, yang merupakan alasan utama mereka dalam perhitungan utilitas dan perwakilan. Untuk sisa dari seksi ini, kita fokus sepenuhnya pada satu dimensi, polinom splines dan menggunakan istilah "spline" dalam pengertian terbatas ini.

Implicit Surface : Implisit permukaan juga dikenal sebagai "Metaballs", "Blobbies" atau "Soft objek". Implisit permukaan adalah teknik pertama kali diperkenalkan oleh Jim Blinn pada tahun 1980. Idenya adalah untuk memiliki kontrol objek, yang menentukan permukaan yang dihasilkan. Setiap objek kontrol menghasilkan sebuah bola di sekitar itu sendiri. Ketika dua atau lebih objek controller berdekatan, permukaan yang dihasilkan akan "meleleh" bersama-sama. Jadi bukan dua bola satu w sakit memiliki dua bola yang terhubung dan membentuk suatu "Blobby" bentuk permukaan tunggal. Berapa banyak permukaan yang dihasilkan gumpalan bersama adalah hasil dari pengendalian jarak dari obyek dan bobot objek kontrol ini.

Subdivision Surface : Sebuah sub-divisi permukaan, di bidang komputer grafis 3D, adalah sebuah metode yang mewakili halus permukaan melalui spesifikasi yang kasar piecewise linier poligon mesh. Permukaan yang halus dapat dihitung dari mesh kasar sebagai batas dari rekursif membagi proses setiap poligonal wajah ke wajah-wajah yang lebih kecil lebih mendekati permukaan halus.
Permukaan subdivisi didefinisikan secara rekursif. Sebuah skema perbaikan ini kemudian diterapkan pada mesh ini. Proses ini memakan waktu yang mesh dan subdivides itu, menciptakan simpul baru dan wajah baru. . Posisi simpul baru dalam mesh dihitung berdasarkan posisi simpul tua di dekatnya. Dalam beberapa penyempurnaan skema, posisi simpul tua mungkin juga bisa diubah (mungkin berdasarkan posisi simpul baru). Proses ini menghasilkan mesh lebih padat daripada yang asli, yang mengandung lebih poligonal wajah. Subdivisi batas permukaan adalah permukaan yang dihasilkan dari proses ini menjadi iteratively diterapkan tak terhingga berkali-kali. Dalam penggunaan praktis Namun, algoritma ini hanya diterapkan dalam jumlah terbatas kali. . Batas permukaan juga dapat dihitung secara langsung bagi sebagian besar pembagian permukaan menggunakan teknik Jos Stam yang menghilangkan kebutuhan untuk perbaikan rekursif.

Subdivisi permukaan - didefinisikan sebagai limit dari proses penyempurnaan yang tak terbatas - mengatasi banyak kekurangan-kekurangan ini. Subdivisi permukaan yang mudah dilaksanakan, mereka dapat model permukaan jenis topologi sewenang-wenang, dan seperti yang ditunjukkan di atas, kontinuitas permukaan dapat dikontrol secara lokal. Walaupun permukaan subdivisi telah dikenal selama hampir lima belas tahun, penggunaannya telah dihalangi oleh kurangnya bentuk tertutup - mereka hanya didefinisikan sebagai batas prosedur yang tak terbatas.

Degradasi Tingkat Detail ( Level of Detail ) : Menganti poligon pada objek yang berada pada posisi yang jauh, menghemat waktu render, namun akan terlihat perubahan poligon secara tiba-tiba.

Mesh decimation : Mengurangi poligon pada suatu objek untuk menghemat waktu rendering, namun dengan penurunan kualitas objek.