Излучательность. Научная визуализация. Лекция 14. Астана 2004

Излучательность (Radiosity) radiosity n. : An illumination algorithm for graphics that accurately computes the effects of diffuse illumination, including multiple diffuse reflections from surfaces, through an energy balancing technique.

Основная идея Поделить каждую поверхность в сцене (включая источники) на малые куски Построить систему линейных уравнений B i = излуч-свет + отраж-свет(Σ j B j ) Решить систему уравнений, найти (RGB) всех кусков Экранизировать сцену, используя любой метод, согласованный с закраской Гуро

Обозначения

Форм-факторы

Система линейных уравнений

Свойства системы линейных уравнений i и E i зависят от длины волны (RGB). F ii = 0 для плоских и выпуклых кусков. Сумма форм-факторов в каждой строке равна 1. Закон сохранения энергии. Поскольку < 1, то матрица с доминирующей диагональю.

Расчет форм-факторов

Геометрическая интерпретация Построить единичную полусферу над куском A i Спроецировать видимую часть куска A j на эту сферу Спроецировать полученный сферический кусок на основание полусферы и получить A P j Форм-фактор

Аппроксимация полусферы

Алгоритм вычисления форм-фактора

Вклад элементов на грани куба

Вклад элементов верхней грани куба

Вклад элементов боковой грани куба

Итерационный метод решения

Научная визуализация

Изолинии (1/2) F(x,y)=C2 F(x,y)=C1

Изолинии (2/2)

Изоповерхности (1/4)

Изоповерхности (2/4) v i = 1, если значение в вершине >= C v i = 0, если значение в вершине < C

Изоповерхности (3/4)

Изоповерхности (4/4)

Векторные поля (1/3)

Векторные поля (2/3)

Векторные поля (3/3)