720 likes | 854 Views
J.Sochor. V ývoj a směřování počítačové grafiky v posledních (45 ?) letech. Br rr …. no …. První interaktivní grafický systém. Ivan Sutherland, Sketchpad, 1964. Video sketchpad-excerpt3.wmv. Matka všech prezentací.
E N D
J.Sochor Vývoj a směřování počítačové grafiky v posledních (45 ?) letech Brrr….. no ….
První interaktivní grafický systém • Ivan Sutherland, Sketchpad, 1964 Video sketchpad-excerpt3.wmv
Matka všech prezentací • 1968 - 9. prosince. Myš je poprvé představena na veřejnosti. Během události, která je často označována jako „Matka všech prezentací", představil Engelbart a jeho 17 kolegů ze SRI 90 minutovou demonstraci pro veřejnost na konferenci Fall Joint Computer Conference v San Franciscu. Kromě myši tento tým dále představil hypertext, objektové adresování, dynamické propojování souborů a spolupráci dvou lidí přes sdílenou obrazovku, kteří komunikovali slovem i obrazem přes síť. • http://sloan.stanford.edu/mousesite/1968Demo.html
Cornell In Perspective • Animace ukazující Johnson Art Museum, v kampusu Cornell University. Video sestavené v roce 1971, PŘED postavením budovy. • Donal P.Greenberg – Computer Graphics Program
Nové oblasti počítačové grafiky • advanced lightning • subdivision surfaces • point based graphics • volume rendering • collisions • haptics • (GPU & parallel graphics)
w L (x, ) i i w L (x, ) w d o o i q i w L (x, ) e o x vlastní vyzařování Zobrazovací rovnice (VTIGRE) „vacuum, time-invariant, gray radiance equation” N
D LDE 3 LD SE LDSE LE L E S Cesty šíření světla
S S L Klasická zobrazovací metoda (1972) stínování s odlesky a vrženými stíny (např. L(D|S)E Phongův model): – jen přímé osvětlení, často se ignoruje výpočet vržených stínů D E
D S L E S Fotonové mapy (global, caustics)Jensen, 1994 D
Rekurzivně dělené povrchy • zobecnění B-spline povrchů • generují hladké objekty z libovolných řídících sítí v pravidelné části sítě shodné s B-spline povrchem Co je rekurzivní dělení ? • postupné zjemňování řídící sítě přidáváním nových bodů, hran a stěn (dělením původních) • výsledkem je aproximující hladký (limitní) povrch
Dělené povrchy • Datově nenáročné řídící sítě bodů, hran, stěn (a objemů) • Rekurzivní aplikací dělicích pravidel vytvářeny „dostatečně“ hladké křivky, pláty, tělesa • GPU friendly ! Příklad: Geri‘s Game
Ukázky experimentů s pravidly modifikace pravidel
Aplikace Loop dělení pro vizualizaci Credits: F.Andres, B.Kozlíková,
Volné deformace Thomas W. Sederberg, Scott R. Parry: Free Form Deformation (FFD), 1986 Aplikace: animace, modelování, zpracování obrazu (Maya, 3D max, Softimage)
Implicitnípovrchy f = 0 • Reálná funkcef (x,y,z) • klasifikuje body v prostoru • syntéza obrazu (někdy) • uvnitřf > 0 • vněf < 0 • na povrchuf = 0 • CAGD: uvnitřf < 0, vněf > 0 f < 0 f > 0 f = 0 f > 0 f < 0
Distanční povrchy • koule: d(x, bod) – r • cylindr: d(x, přímka) – r • sfylindr: d(x, úsečka) – r • torus: d(x, kružnice) – r • obecný cylindr: d(x, křivka) – r • ofsetový povrch: d(x, povrch) – r d(x,A) = min {||x-y|| : yA
Složitější řídící struktury např. kostra z úseček a výpočetně jednodušší potenciálové funkce ...
Kolize Než se stádo podařilo zaměstnancům sehnat dohromady, stačil býček vběhnout do jízdní dráhy čtyřiačtyřicetiletému řidiči Seatu Ibiza. Při srážce byl šofér lehce zraněn a rychlá záchranná služba jej převezla do písecké nemocnice. Na autě vznikla škoda za 40 000 korun. Býk se zachoval jako nezodpovědný účastník silničního provozu a z místa nehody utekl. Později byl spolu s celým stádem sehnán dohromady a údajně nebyl nijak vážně zraněn.
Dotazy na geometrickou blízkost • Otázky pro dvojici objektů: • Protínají se mezi sebou během pohybu? • Pokud se neprotínají, jak jsou od sebe daleko ? • Pokud se protínají, jaká je hloubka penetrace ?
Příklady použití kolize v praxi • Virtuální realita • Simulátory • Počítačové hry • Průmysl • Konstrukce • Vědecké simulace
Hierarchie obalových těles • Hierarchie: • každý uzel obsahuje jeden objem, který omezuje množinu trojúhelníků • potomci obsahují objemy, které ohraničují odlišné části (skupiny) trojúhelníků daného rodiče • Listy hierarchie obvykle obsahují individuální trojúhelníky (často však seznam trojúhelníků) • Binární hierarchie obalů:
L R t t1 (x,y,z) t2 Model rozptylu světla osvětlení hustota odrazová funkce paprsek R prochází prostorem skalární funkce proměnných x,y,z
Klasifikace • originální datová množina obsahuje hodnoty, které jsou specifické pro danou aplikační oblast (teplota, rychlost, hustota protonů, atd.) • datům musíme přiřadit barvy/průhlednosti, které dají datům určitý význam • řeší se pomocí přenosových funkcí
a(f) RGB(f) Přenosové funkce RGB a • Jednoduchý (obvyklý) případ: Mapování datové hodnotyfna barvu a průhlednost f Stínování, kompozice… lidský zub CT
Přenosové funkce - výzvy • Dokonalejší rozhraní: • méně matoucí prostor přenosových funkcí • odstranění nadměrné “flexibility” • poskytnutí průvodce • Automatické / poloautomatické generování přenosové funkce • obvykle zvýrazní hranice Gordon Kindlmann
Avšak ... • Vidění selhává