Color Bleeding Parcela Difusa em RT
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- Maria Fernanda Costa
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1 Radosdade Radosdade Parcela de Ilumnação Indreta é grande em cenas reas (ndoor) Observe as sombras suaves, varação progressva das cores 2 Ilumnação Dreta e Indreta 3 Luz recebda dretamente e ndretamente através de nter-reflexões no ambente 4 Color Bleedng a cor do objeto é transmtda Como RT pode tentar aproxmar as nterreflexões dfusas? Para cada rao, dsparar um número N de raos dfusos no ambente em dreções aleatóras ao redor da normal 5 Duas reflexões dfusas consecutvas 6
2 7 níves rt normal 7 A Ray Tracng Soluton to Dffuse Interreflecton by Greg Ward, Francs Rubnsten and Robert Clear SIGGRAPH nível Vantagem: aumento do realsmo Desvantagens Alto Custo Computaconal Explosão de Raos Porque Radosdade? Abordagem nsprada na troca de energa termal entre superfíces Resolve a lumnação dfusa ausente do TR Analoga entre energa termal e lumnosa Incou em 984 (Goral, Torrance, Greenberg & Battale - Cornell Unversty) 9 0 Como a energa se espalha no espaço? Vsão Geral de Radosdade Radosdade x Traçado de Raos Cena dvdda em patches (pedaços) Superfíces são refletores dfusos perfetos Radosdade é a taxa que a energa lumnosa dexa a superfíce Dos termos Taxa de emssão de energa gerada pela própra superfíce Taxa de energa recebda ndretamente e refletda TR é uma abordagem mage-space Moveu a câmera precsamos recalcular Radosdade é uma abordagem objectspace Valores podem ser pré-calculados e movmento de câmera não mplca recálculo (a não ser que ) 2 2
3 John Ferren, Constructon n Wood Galera radosdade escultura real Ray tracng 3 Galera 5 4 Galera 6 Galera Lghtscape (Autodesk) Ppelne de Radosdade Lê geometra da cena A) Cálculo dos FF >90% custo Propredades de Reflexão B) Cálculo das Radosdades Parâmetros de Vsualzação C) Vsualzação 7 8 3
4 A) Cálculo dos Fatores de Forma Dvdr o ambente num número fnto n de pedaços (patches) A) Cálculo dos Fatores de Forma O FF representa geometrcamente como um patch vê o outro Fração de energa que dexa um patch e chega no outro Cálculo ndependente do observador N patches para N patches 9 20 A) Cálculo dos Fatores de Forma Geometra dos Fatores de Forma Leva em consderação forma, orentação e vsbldade entre os patches 2 22 Cálculo Analítco FF Cálculo Aproxmado Hemcubo Para geometras muto smples a b c Ao redor de cada patch defnmos um hemcubo O FF de um patch em relação ao outro é aproxmado pela área projetada nas células do hemcubo Retângulos dêntcos, paralelos
5 Hemcubo B) Cálculo das Radosdades Fontes de energa refletvdade Radosdade total Fator de Forma n B = E + "! j= B F j j n B! # " B jfj = E j= Smplfcações na matrz Se objetos convexos F nn = 0 (objeto não nterage consgo mesmo), logo dagonal prncpal gual a Maora dos E s = 0 (poucos patches emtem energa) Solução do Sstema de Equações MB=E M - MB=M - E B=M - E Problemas: M é enorme (número de patches) e acarreta problemas de armazenamento Solução: Utlzar métodos numércos Métodos Iteratvos Elmnação Gaussana muto cara computaconalmente (O(n 3 )) Melhor métodos teratvos Chute ncal para a solução Calcula uma melhor aproxmação a cada teração Iteração de Gauss-Sedel, Jacob ou Southwell
6 3 Medda de Convergênca MB = E (B desconhecdo, radosdades) e 0 = B - B 0 Como B é desconhecdo, erro e não pode ser meddo dretamente Idéa de resíduo (dferença entre estmado e correto) r 0 = MB 0 - E (pode ser meddo) Se resíduo é zero (ou muto pequeno), então o erro também é zero (ou muto pequeno) 32 Refnamento Progressvo Um patch por vez emte energa na cena e os demas são atualzados FF calculados on the fly Imagem exbda a cada teração Algortmo Um patch é escolhdo por vez para dsparar luz e calcula-se como esta luz se espalha na cena Dsparam prmero os patches que nfluencam mas a cena (emssores de luz, energa*área do patch) Incalmente B = E, para todo patch Radosdade Progressva C) Vsualzação Radosdade nos patches Interpolação nos vértces Calculando radosdades nos vértces Vértces nterores a B e = (B +B 2 +B 3 +B 4 )/4 Vértces da borda v b Encontra o vértce nterno mas próxmo v Encontra k faces adjacentes a v b (B b + B )/2 = Σ B / k d 3 e b 2 4 c f (B b + B e )/2= (B +B 2 )/2 g h
7 Artefatos de Dscretzação Constant Approxmaton true soluton flat Gouraud Maores Referêncas Radosty and Realstc Image Synthess M. F. Cohen J.R. Wallace Academc Press, 993 Radosty and Global Illumnaton Franços X. Sllon Claude Puech Morgan Kaufmann, 994 Advanced Global Illumnaton Ph.Dutre, Ph.Bekaert, K.Bala Publsher: A.K.Peters Year: 2003 ISBN:
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