Gra1

Jakie czynniki są istotne przy określaniu koloru wynikowego?

Oświetlenie, właściwości materiałów, cienie

W jaki sposób definiowane są obiekty na scenie?

W postaci szkieletu złożonego z siatki wielokątów (trójkątów) - płaskie łatki połączone bokami

Definicja - Model światła otoczenia

AMBIENT - bezkierunkowe, rozproszone źródło światła - pada jednakowo na wszytskie powierzchnie ze wszystkich kierunków - używany dla uwzględnienia wszytskich złożonych dróg światła, które nie są uwzględniane w innych modelach

Wzór - światło otoczenia - ambient

I=I(a)*k(a) - (I(a)-natężenie światła otoczenia, k(a) - współczynnik odbicia światła otoczenia(właściwość materiału) 0<=k(a)<=1

Definicja- Punktowe źródło światła

światło rozchodzi się z jednego miejsca - np słońce, żarówka

Co to wektor normalny do powierzchni?

Jest to wektor prostopadły do powierzchni w danym punkcie

Co wykorzystuje sie do wyznaczenia kierunku odbicia promieni w większości modeli?

pojęcie wektora normalnego do powierzchni

Definicja - Odbicie rozproszone

DIFFUSE - światło padające na powierzchnię pod danym kątem po odbiciu od powierzchni zaostaje rozproszone tzn. rozchodzi się we wszystkich kierunkcach - typowe dla powierzchni porowatych

kąt padania

kąt pomiędzy kierunkiem padania swiatła a wektorem normalnym do powierzchni

Wzór - odbicie rozproszone

I = I(p)*k(d)*cos(theta) - (I(p) - natężenie punktowego źródła światła, k(d) - współczynnik odbicia rozproszeniowego - właściwość materiału, theta - kąt padania)

Definicja - odbicie zwierciadlane

SPECULAR - światło padajace na daną powierzchnię pod danym kątem po odbiciu od powierzchni rozchodzi się pod kątem równym kątowi padania (prawo odbicia) - kąt padania = kąt odbicia - typowe dla powierzchni gładkich, błyszczących

Definicja - model oświetlenia Phonga

W idealnym modelu z punktowym źródłem światła promień odbity widoczny jest tylko dokładnie pod kątem theta - w kierunku R, alfa=0 - zastosowanie w modelu oświetlenia Phonga dla nieidealnych obiektów odbijających

Model cieniowania (cieniowanie)

określenie barwy powierzchni obiektów (wielokątów). Obejmuje stosowane modele oświetlenia i algorytm liczenia barwy powierzchni.

Jakie modele upraszczające sa stosowane aby nie liczyć każdego widocznego punktu?

cieniowanie stałą wartością, cieniowanie z interpolacją, cieniowanie Gourauda, cieniowanie Phonga

cieniowanie stłą wartością

jedna wartość dla wielokąta

cieniowanie z interpolacją

interpolacja z barwy wierzchołków

cieniowanie phonga

interpolacja wektorów normanych dla wierzchołków z uwzględnieniem wszytskich wielokątów do których nalezy wierzchołek

cieniowanie gourauda

interpolacja barwy wierzchołków z uwzglednieniem barw wszytskich wielkoątów do których nalezy wierzchołek

teksturowanie (textyure-maping)

to nakładanie obrazu na powierzchnię 3-wymiarowych obiektów

czym może być tekstura

wzorem lub szablonem

Jak może być zdefiniowana tekstura?

Jako BIDMAPA lub procedura wyliczająca (definiująca) kolor obiektu

Bitmapa co to?

tabela z wartościami koloru dla pikseli - tekseli

co może zdefiniowac bitmapa?

ściany, tkaniny, deski

Co może zdefiniować procedura wyliczająca kolor obiektu?

szachownica, marmur, chmury

teksel

najmniejszy, dyskretny punkt tekstury

frektal

obiekt samo-podobny (tzn. taki, którego części są podobne do całości)

Kiedy stosuje się tekstury 1 - wymiarowe?

Gdy kolor punktu obrazu zależy od jednej zmiennej - współżędnej: np wysokość terenu, głębokość warstwy

Które rodzaje tekstur stosowane są najczęściej?

2D

Co to jest rzutowanie Tekstury 2D?

sposób zmniejszenia zniekształceń - dostosowywanie sposobu rzutowania tekstury do symetrii obiektu

Do czego służy mipmapa?

Polega na utworzeniu z podstawowej tekstury kilku - zazwyczaj ośmiu wzorców, nazywanych poziomami mapy MIP. Są to przeskalowane bitmapy, kazda czterokrotnie mniejsza od poprzedniej.

Jakie wyróżniamy metody dopasowywania tekstur jeśli nie można dobrze dopasować mipmapy do rozmiarów trójkąta?

Dosztukowywanie brakujących elementów, próbkowanie punktowe, filtrowanie dwuliniowe, filtrowanie trójliniowe, filtrowanie anizotropowe

Co to jest próbkowanie punktowe?

kopiowanie tekstury punkt po punkcie, a w razie potrzeby powielanie teksela na na kilka sąsiednich pikseli (czasem efekt pixelozy - duże rozmazane kwadraty)

filtrowanie dwuliniowe

przyporządkowywanie każdemu filtrowanemu tekselowi koloru otrzymanego w wyniku interpolacji czterech sąsiednich punktów tekstury (na przejściach pomiędzy różnymi MIP mapami widoczne są krawędzie)

filtrowanie trójliniowe

używa się 2 mipmap. Najpierw metodą dwuliniową interpoluje sie barwy wynikajace z pierwszej mapy MIP później zaś z drugiej. - uśredniony wynik otrzymuje się na podstawie ośmiu tekseli

Filtrowanie anizotropowe

bierze się pod uwagę orientację przestrzenną tekseli względem obserwatora. dzięki temu obszary z których interpolowane są brakujące wartości układają się w kształt elipsy, prostpkąta lub rąby, druga oś figury wyznacza kierunek procesu filtrowania (8-128t)

Algorytm korekcji perspektywy

Polega on na utworzeniu wirtualnego punktu w nieskończoności. każda linia prowadzona z dowolnego punktu ekranu musi przechdzić przez ten punkt. Dopiero zgodnie z zasadą linii o wspólnym punkcie nakładana jest tekstura, już bez deformacji.

na czym polega Mapowanie wybojów - bumb mapping

Polega na utworzeniu dla tekstury mapy wybojówo rakich samych wymiarach jak tekstura. Ich wartosci określają wysokośc odpowiednich tekseli nad płaszczyzna tekstury - co wraz z oświetleniem daje realistyczny efekt chropowtości i wgłębień

na czym polega mapowanie środowiska

na nakładaniu na obiekty tekstury przedstawiajacej otoczenie tego obiektu - tworzona jest dodatkowa mapa środowiska. Dzięki temu obiek sprawia wrażenie refleksyjnego odbijającego - np tafla wody

Czym jest alpha blending?

służy on do zażądzania przezroczystością i dzięki temu ułatwia nakładanie jednej tekstury a drugą. Wykorzystuje tzw. kanał alpha określajacy stopień przezroczystości nakładanej tekstury.(0transparentny - 255nieprzezroczyste

tekstury wolumetryczne

(warstwowe) 3 wymiaowe bitmapy przechowujące informacje o wewnętrznej strukture obiektu zabierają duzo pamieci.

do czego nadają się tekstury wolumetryczne?

Do przedstawienia uszkodzeń - ukazują się wewnętrzne warstwy bez potrzeby ponownego renderowania, ogania, dymu - ustawiajac cyklicznie przezroczystość przednich warstw uzyskuje się bardzo realistyczny efekt

Technika mapy światła(light mapa) na czym polega?

polega na położeniu tekstury z jasną powierzchnią i rozmytymi brzegami na powierzchnie obiektów i zmieszanie jej z kolorem, teksturą obiektu. Obiekt w miejscach nałożenia mapyświatła wygląda na bardziej oświtlony

Technika map cieni

nałożenie na obiekt tekstury z ciemnym obszarem - powstają ciemniejsze obszary wyglądające jak cień

Rendering co to jest?

Proces przekształcania opisu sceny wymodelowanej matematycznie w obraz wyjściowy w formie statycznej lub animacji

Jakie wyróżniamy dane wejściowe renderingu?

model swiata, połozenie obserwatora(oka), rozdzielczość docelowa

Jakie metody renderingu są stosowane?

Metoda śledzenia promieni, metoda energetyczna

Algorytm śledzenia promieni

metoda zależna od położenia obserwatora

Cechy algorytmu śledzenia promienii

1. Dość wolny, 2. daje dość dobre efekty, 3. Źle radzi sobie ze światłem rozproszonym, 4. źle radzi sobie z modelowaniem bardziej skomplikowanych źródeł światła, 5. nie nadaje się do modelowania scen z falowymi efektami światła: inerferencja, defrakcja

Metoda energetyczna

Oparta na teorii promieniowania cieplnego ciał. Wyznaczany jest globalny rozkład natężenia światła uwzględniając pochłanianiaie i odbicie światła na wszytskich powierzchniach. Nie uwzględnia efektów świetlnych zależnych od położeni obserwatora, wyniki...

Metoda śledzenia ścieżek

Zamaiast pojedynczego promienia z punktu przecięcia promienia z obiektem wysyłane jest więcej promienii (ścieżek) w losowych kierunkach

Metoda map fotonowych

ze źródeł światłą emitowane są "wirtualne fotony". Rozchodzenie się fotonów analizowane jest metodą śledzenia promieni oraz uwzględnia rozproszenie i załamanie (efekty falowe)

Co to jest aliasing?

ząbkowate krawędzie powstałe przy pomocy rysowania linii za sprawą dwóch stanów pixela (wyświetlony/wygaszony)

Co to jest antyaliasing?

redukcja efektu rysowania linii przy pomocy 2 stanów piksela(wyświtlony/wygaszony) który powoduje powstawanie zabkowanych krawędzi. Łagodzi ostry charakter krawędzi i daje łagodniejsze przejście między pikselami.

antylising - zwiększanie rozdzielczości

prowadzi do zmniejszenia widoczności "ząbków" jednak kosztem zużycia pamięci i koniecznych do wykonania operacji

Bezwagowe próbkowanie powierzchni

Przyczynek do jasności każdego przecinanego pixela jest proporcjonalny do pola powierzchni piksela zakrywanej przez prostokąt. Przyczynek do jasności piksela zależy tylko od przykrywanej powierzchni, a nie od odległości od środka linii,

Bezwagowe próbkowanie powierzchni - cd 3.

Prostokąt ma zerowy przyczynek do jasności dla wszytskich pikseli nie pokrytych przez prostokąt

Antyaliasing: wagowe próbkowanie powierzchni

Funkcja wagowa ma największa wartość w środku piksela i maleje w kierunku brzegów, Funkcja wagowa ma NIEZEROWĄ WAROŚĆ poza obszarem pixela! przyczynki do jasności od sąsiednich pikseli nakładają się - lepsze wygładzanie

Jaka jest różnica pomiędzy antyaliasing wagowym a bezwagowym?

w wagowym przyczynek do jasności takiej samej powierzchni zależy od odległości powierzchni od środka piksela

Jakich narzędzi używa sie najczęściej do tworzenia grafiki 3D?

biblioteki OpenGL, DirektX

Czym jest OpenGL?

Jest to interfejs programowy sprzętu komputerowego. OpenGL jest biblioteką graficzną, otwartym standardem.

Cechy biblioteki OpenGL - do czego słuzy

służy do tworzenia grafiki 2 i 3-D nw językach wysokiego poziomu. W pełni przenośna. Stanowi interfejs pomiędzy programistą a sprzętem. Umożliwia wykorzystanie akceleracji sprzętowej oraz programowej implementacji

Cechy biblioteki OpenGL

szybkość działania - wykorzystanie akceleracji sprzętowej, wysoka jakość wizualna utworzonych aplikacji, ciagły rozwój, łatwość użycia, rozszerzalność

Zastosowania biblioteki OpenGL

kino, telewizja, przemysł CAD/CAM/CAE, rozrywka - gry i programy multi., medycyna pokazowa - modele 3D, wirtualna rzeczywistość, urządzenia mobilne(OpenGL ES)

Jak przebiega potok renderingu OpenGL?

Wywołanie interfejsu OpenGL -> Bufor poleceń OpenGL -> Przekształcenia i oświetlenia -> rasteryzacja -> Bufor ramki