Radiometrie, radiační metody
|
|
- Viktor Vlček
- před 5 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Radiometrie, radiační metody Josef Pelikán CGG MFF UK Praha Radiometry 2018 Josef Pelikán, 1 / 34
2 Globální výpočet osvětlení založen na fyzikálním principu propagace energie (světla) v difusním prostředí použití v syntéze obrazu: Cindy Goral (SIGGRAPH 1984) dokáže dobře spočítat měkké osvětlení, sekundární odrazy světla,.. základní metoda nezvládá ostré světlo, zrcadlové odrazy,.. časově náročnější než rekurzivní sledování paprsku RT: zobrazení (rendering), Rad: jen výpočet osvětlení Radiometry 2018 Josef Pelikán, 2 / 34
3 Radiační metoda - příklady David Bařina (WiKi) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 3 / 34
4 Základy radiometrie I Zářivý tok, výkon (Radiant flux, Radiant power) Φ = d Q d t [ W ] Počet fotonů (přepočtených na energii) za jednotku času (100W žárovka: cca fotonů/s, oko z monitoru: f/s). dt Radiometry 2018 Josef Pelikán, 4 / 34
5 Základy radiometrie II Hustota zářivého toku (Irradiance, Radiant exitance, Radiosity) E (x) = d Φ( x) d A( x) [ W/m 2 ] Plošná hustota fotonů (přepočtených na energii) dopadajících nebo vyzařovaných za jednotku času. da dt da Radiometry 2018 Josef Pelikán, 5 / 34
6 Základy radiometrie III Zář (Radiance) L( x,ω) = d 2 Φ(x,ω) d A ω ( x) d σ(ω) [ W/m 2 /sr ] Počet fotonů (přepočtených na energii) procházejích za jednotku času malou ploškou kolmou na směr w. Záření míří do malého kužele kolem daného směru w. Zář je veličina definovaná jako hustota vzhledem k da a současně vzhledem k prostorovému úhlu ds(w). Radiometry 2018 Josef Pelikán, 6 / 34
7 Radiance I přijímaná (emitovaná) radiance ve směru : L in () (L e (), L out ()) [ W/(m 2 sr) ] x N da d Lout x, d da d 2 dbout d cos di da cos cos Radiometry 2018 Josef Pelikán, 7 / 34
8 Prostorové úhly r d d da r 2 sin d d da d sin d d 2 r [].. steradián (sr) celá sféra má 4 sr Radiometry 2018 Josef Pelikán, 8 / 34
9 Radiance II Φ(x,ω) d σ(ω) senzor objektiv d σ(ω) x ω pixel Radiometry 2018 Josef Pelikán, 9 / 34
10 Radiance III Φ(x,ω) d A ω (x) senzor objektiv ω d A ω x pixel ω θ n da d A ω = d A cosθ Radiometry 2018 Josef Pelikán, 10 / 34
11 Zákon zachování energie v paprsku L 1 () L d da L d da da 1 r emitovaný d 1 výkon L 2 () přijímaný výkon d 2 da 2 Radiometry 2018 Josef Pelikán, 11 / 34
12 Zákon zachování energie v paprsku L 1 () L d da L d da da 1 r d 1 L 2 () T d da d da da da r kapacita paprsku d 2 da 2 L L 1 2 paprsek... radiance L Radiometry 2018 Josef Pelikán, 12 / 34
13 Měření světla naměřená veličina je přímo úměrná radianci viditelné části scény štěrbina: plocha A 1 čidlo: plocha A 2 R Lin A, cos d da Lin T A 2 Radiometry 2018 Josef Pelikán, 13 / 34
14 BSDF (lokální přenosová funkce) ( Bidirectional Scattering Distribution Function, postaru BRDF) L o ( o ) n L i ( i ) dsw i o i f s (ω i ω o ) = d L o(ω o ) d E (ω i ) = d L o (ω o ) L i (ω i ) cos θ i d σ (ω i ) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 14 / 34
15 Helmholtzův reciproční zákon,.. pro reálné povrchy těles (vyhovující fyzikálním zákonům) platí: f f in out out in obecná BRDF nemusí být isotropní (invariantní k otočení kolem normály) kovové povrchy leštěné v jednom směru,.. f,,, f,,, in in out out in in out out Radiometry 2018 Josef Pelikán, 15 / 34
16 Lokální zobrazovací rovnice L o (x, o ) L s (x, o ) L e (x, o ) x n xi L i (x, i ) dsw paprsek i vakuum: L i (x,) = L o (x M (x,w),-) = L o (y,-) vlastní vyzařování x L o ( x,ω o ) = L e ( x,ω o ) + + L o ( y, ω i ) f s ( x,ω i ω o ) d σ x (ω i ) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 16 / 34
17 Radiance přijímaná z plochy N x N y yo da y x xi d i cos yo x y da 2 Geometrický člen: G y, x cos yo x cos y 2 xi Radiometry 2018 Josef Pelikán, 17 / 34
18 Radiance přijímaná z plochy L o x, o integrál přes všechny dopadající směry L x, f x, L x, cos d e o i o i i xi i,,,, L x f x L y G y x da e o i o o i S integrál přes vyzařující plošku (za předpokladu, že z bodu x je vidět celá plocha S) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 18 / 34
19 Šíření světla odrazem z zi N z N x N y yo y da xo xi x pokud y vidí x Označení:,,, L y x L y x y L x y x o,,, f y x z f x y x z x i Radiometry 2018 Josef Pelikán, 19 / 34
20 Rovnice pro nepřímou radianci V y, x 1 0 pokud y vidí x jinak,,,,,,, e S L x z L x z f y x z L y x G y x V y x da vlastní (emitovaná) radiance BRDF geometrické členy Radiometry 2018 Josef Pelikán, 20 / 34
21 Rovnice pro radiositu předpokládáme ideálně difusní povrch: BRDF není závislá na vstupním a výstupním úhlu výstupní radiance L(y,) nezávisí na směru,,,,, e S L x z L x z f x L y x G y x V y x da,,,, L x z B x L x z E x f x x e,, B x E x x B y G y x V y x da S Radiometry 2018 Josef Pelikán, 21 / 34
22 Diskrétní řešení radiační rovnice, B x E x x B y g y x da S kde g y, x, V y, x G y x řešení B je nekonečně-dimenzionální diskretizace problému: Monte-Carlo ray-tracing (řešení závislé na pohledu) klasické radiační metody (konečné/hraniční prvky) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 22 / 34
23 Obecná radiační metoda rozdělení ploch na konečný počet elementů určení polohy uzlových bodů na elementech v těchto bodech se bude počítat hodnota radiosity volba aproximační metody a chybové metriky systém basických funkcí pro lineární (konvexní) kombinace hodnot v uzlových bodech výpočet koeficientů soustavy lineárních rovnic konfigurační faktory ( form-factors ) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 23 / 34
24 Obecná radiační metoda řešení soustavy lineárních rovnic výsledek: radiosita v uzlových bodech rekonstrukce přibližného řešení na celých plochách lineární kombinace bazických funkcí pomocí hodnot v uzlových bodech zobrazení výsledku (libovolný směr pohledu) intenzita osvětlení závisí na spočítané radiositě Radiometry 2018 Josef Pelikán, 24 / 34
25 Poznámky krok se provádí ve fázi návrhu algoritmu v implementaci se přímo neobjevuje některé zdokonalené metody nepostupují striktně posloupností kroků až často se výpočet v některých fázích vrací a opakují se předcházející kroky (s lepší aproximací, lepším rozlišením,..) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 25 / 34
26 Aproximace radiosity konstantní (uzly jsou těžiště ploch) bilineární (uzly jsou ve vrcholech) kvadratická (další uzly jsou uprostřed hran a stěn) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 26 / 34
27 Metoda konstantních elementů na elementu A i předpokládám konstantní odrazivost a radiositu B - průměr hodnot B(x): značení: i, B i pro i = 1.. N, B x E x x B y g y x da B E i i i 1 A i A i S N j1 B g y x j, da j da Aj průměr přes plochu A i radiosita přijímaná v bodě x (ležícím na A i ) i Radiometry 2018 Josef Pelikán, 27 / 34
28 Základní rovnice pro radiositu přehození sumy a integrálu: N 1 B E B g y, x da da A i i i j j1 i A i A j j i geometrický člen - konfigurační faktor F ij (část energie vyzářené ploškou A i dopadající na A j ) N i i i j ij j1 B E B F W m 2 Radiometry 2018 Josef Pelikán, 28 / 34
29 Fyzikálně intuitivní odvození N i i i i i j j ji j1 B A E A B A F emitovaný výkon = vlastní výkon + odražený výkon reciproční pravidlo: A F N i i i j ij j1 B E B F Radiometry 2018 Josef Pelikán, 29 / 34 W m 2 A F W j ji i ij B A E A B F A A i i i i i j ij i j1 N 1 i
30 Soustava lineárních rovnic N i i j ij j1 B B F E i 1.. N 1 1F 11, 1F 1, 2.. 1F 1, 2F2, 1 1 2F2, 2.. 2F2, F 1 F F i N N B1 E B2 E.... B E N N, N N, N N, N N N vektor neznámých [B i ] 1 2 Radiometry 2018 Josef Pelikán, 30 / 34
31 Soustava lineárních rovnic pro rovinné plošky platí: F ii = 0 na diagonále jsou pouze jedničky nediagonální prvky matice mají typicky malou absolutní hodnotu matice je diagonálně dominantní soustava je stabilní a lze ji úspěšně řešit iteračními metodami (Jacobi, Gauss-Seidel) při změně osvětlení [E i ] se nemusí soustava počítat znovu (používáme-li přímou metodu) Radiometry 2018 Josef Pelikán, 31 / 34
32 Přenos radiosity do vrcholů I v metodě konstantních elementů je při zobrazování žádoucí použít alespoň Gouraudovu interpolaci barvy B 1 (B 1 +B 2 )/2 B 2 B 1 B 2 B 4... B 3 B 1 (B 1 +B 2 +B 3 )/3... Radiometry 2018 Josef Pelikán, 32 / 34
33 Ukázka lineární interpolace Radiometry 2018 Josef Pelikán, 33 / 34
34 Konec C. M. Goral, K. E. Torrance, D. P. Greenberg, B. Battaile: Modeling the Interaction of Light Between Diffuse Surfaces, CG vol 18(3), SIGGRAPH 1984 A. Glassner: Principles of Digital Image Synthesis, Morgan Kaufmann, 1995, M. Cohen, J. Wallace: Radiosity and Realistic Image Synthesis, Academic Press, 1993, J. Foley, A. van Dam, S. Feiner, J. Hughes: Computer Graphics, Principles and Practice, Radiometry 2018 Josef Pelikán, 34 / 34
Realistický rendering
Realistický rendering 2010-2017 Josef Pelikán, CGG MFF UK http://cgg.mff.cuni.cz/ http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Festival fantazie, Chotěboř, 4. 7. 2017 1 / 47 Obsah přednášky co je realistický rendering?
VícePočítačová grafika Radiozita
Počítačová grafika Radiozita V. Chalupecký chalupec@kmlinux.fjfi.cvut.cz Obsah 1 Literatura 1 2 Úvod 5 3 Radiometrie a fotometrie 6 3.1 Prostorový úhel.......................... 6 3.2 Zářivý tok.............................
VíceFyzikálně založené modely osvětlení
Fyzikálně založené modely osvětlení 1996-2015 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ pepca@cgg.mff.cuni.cz Physical 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 31 Historie
VícePočítačová grafika III Radiometrie. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Radiometrie Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Směr, prostorový úhel, integrování na jednotkové kouli Směr ve 3D Směr = jednotkový vektor ve 3D Kartézské souřadnice
VícePočítačová grafika III Radiometrie. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Radiometrie Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Směr, prostorový úhel, integrování na jednotkové kouli Směr ve 3D Směr = jednotkový vektor ve 3D Kartézské souřadnice
VíceZobrazování a osvětlování
Zobrazování a osvětlování Petr Felkel Katedra počítačové grafiky a interakce, ČVUT FEL místnost KN:E-413 na Karlově náměstí E-mail: felkel@fel.cvut.cz S použitím materiálů Bohuslava Hudce, Jaroslava Sloupa
VíceFotorealistická syntéza obrazu Josef Pelikán, MFF UK Praha
Fotorealistická sntéza obrazu 2006 Josef Pelikán MFF UK Praha Josef.Pelikan@mff.cuni.cz 10.4.2006 Obsah přednášk cíle a aplikace realistického zobrazování historie přehled používaných přístupů teoretické
VíceVýpočet průsečíků paprsku se scénou
Výpočet průsečíků paprsku se scénou 1996-2018 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Intersection 2018 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 26 Průsečík
VíceDistribuované sledování paprsku
Distribuované sledování paprsku 1996-2015 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ pepca@cgg.mff.cuni.cz DistribRT 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 24 Distribuované
VícePhoton-Mapping Josef Pelikán CGG MFF UK Praha.
Photon-Mapping 2009-2016 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Photon-mapping 2016 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 25 Základy Photon-mappingu
VíceVýpočet průsečíků paprsku se scénou
Výpočet průsečíků paprsku se scénou 1996-2008 Josef Pelikán, MFF UK Praha http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/ Josef.Pelikan@mff.cuni.cz NPGR004, intersection.pdf 2008 Josef Pelikán, http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca
VíceOdraz světla, BRDF. Petr Kadleček
Odraz světla, BRDF Petr Kadleček 17. října 2011 Úvod V minulé přednášce jsme si představili matematický model scény včetně geometrie, materiálů, zdroje světla, kamery, atd. Ukázali jsme si, že při formulaci
VíceRekurzivní sledování paprsku
Rekurzivní sledování paprsku 1996-2016 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 21 Model dírkové kamery 2 / 21 Zpětné sledování paprsku L D A B C 3 / 21 Skládání
VíceFotonové mapy. Leonid Buneev
Fotonové mapy Leonid Buneev 21. 01. 2012 Popis algoritmu Photon mapping algoritmus, který, stejně jako path tracing a bidirectional path tracing, vyřeší zobrazovací rovnice, ale podstatně jiným způsobem.
VícePočítačová grafika III Světlo, Radiometrie. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Světlo, Radiometrie Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Syntéza obrazu (Rendering) Vytvoř obrázek z matematického popisu scény. 2 Fotorealistická syntéza obrazu
VícePočítačová grafika III Světlo, Radiometrie. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Světlo, Radiometrie Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Syntéza obrazu (Rendering) Vytvoř obrázek z matematického popisu scény. Fotorealistická syntéza obrazu
VíceHierarchický model. 1995-2013 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha. pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 16
Hierarchický model 1995-2013 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 16 Hierarchie v 3D modelování kompozice zdola-nahoru složitější objekty se sestavují
VíceWatkinsův algoritmus řádkového rozkladu
Watkinsův algoritmus řádkového rozkladu 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 15 Watkinsův algoritmus nepotřebuje výstupní buffer rastrový výstup
VíceVýpočet vržených stínů
Výpočet vržených stínů 1996-2016 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Shadows 2016 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 18 Metody vícenásobný
VíceDeformace rastrových obrázků
Deformace rastrových obrázků 1997-2011 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Warping 2011 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 22 Deformace obrázků
VícePřímé zobrazování objemových dat DVR
Přímé zobrazování objemových dat DVR 2009-2016 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ pepca@cgg.mff.cuni.cz DVR 2016 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 26 Metody přímého
VíceStojaté a částečně stojaté vlny
Stojaté a částečně stojaté vlny Interference 2 postupných vln Dokonalá stojatá vlna: interference 2 vln stejné amplitudy a antiparalelních vlnových vektorů Problém s radiometrickou definicí intensity pomocí
VíceMonochromatické zobrazování
Monochromatické zobrazování 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Mono 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 27 Vnímání šedých odstínů
VícePočítačová grafika III Úvod
Počítačová grafika III Úvod Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Syntéza obrazu (Rendering) Vytvoř obrázek z matematického popisu scény. Popis scény Geometrie Kde je jaký objekt ve scéně
VíceX39RSO/A4M39RSO Vychýlené (biased) metody globálního osvětlení. Vlastimil Havran ČVUT v Praze CTU Prague Verze 2011
X39RSO/A4M39RSO Vychýlené (biased) metody globálního osvětlení Vlastimil Havran ČVUT v Praze CTU Prague Verze 2011 Vychýlené versus nestranné metody Vychýlené vs. nestranné odhady (Biased vs. Unbiased
VíceGeometrické transformace pomocí matic
Geometrické transformace pomocí matic Pavel Strachota FJFI ČVUT v Praze 2. dubna 2010 Obsah 1 Úvod 2 Geometrické transformace ve 2D 3 Geometrické transformace ve 3D Obsah 1 Úvod 2 Geometrické transformace
VíceLineární transformace
Lineární transformace 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.c http://cgg.mff.cuni.c/~pepca/ 1 / 28 Požadavk běžně používané transformace posunutí, otočení, většení/menšení, kosení,..
VíceFotorealistická syntéza obrazu
Fotorealistická syntéza obrazu 2006-2008 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/ 10. a 17. 12. 2008 Photorealistic 10.-17. 12. 2008 Josef Pelikán, http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca
VíceTextury a šumové funkce
Textury a šumové funkce 1998-2016 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Textures 2016 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 28 Účinek textury modulace
VíceB4M39RSO * Úvod do globálního osvětlení * Radiometrie * Světelné zdroje. Vlastimil Havran ČVUT v Praze
B4M39RSO * Úvod do globálního osvětlení * Radiometrie * Světelné zdroje Vlastimil Havran ČVUT v Praze Úvod do globálního osvětlení Počítačová grafika Mezioborová tematika Matematický popis světa Animace
VíceFotorealistická grafika
Fotorealistická grafika RNDr. Josef Pelikán Kurz vznikl v rámci projektu Rozvoj systému vzdělávacích příležitostí pro nadané žáky a studenty v přírodních vědách a matematice s využitím online prostředí,
VícePočítačová grafika III Důležitost, BPT. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Důležitost, BPT Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Davis Cup Premier international team competition in men s tennis World group: 16 teams Total: 137 (in 2007)
VíceReprezentace bodu, zobrazení
Reprezentace bodu, zobrazení Ing. Jan Buriánek VOŠ a SŠSE P9 Jan.Burianek@gmail.com Obsah Témata Základní dělení grafických elementů Rastrový vs. vektorový obraz Rozlišení Interpolace Aliasing, moiré Zdroje
VíceMetamorfóza obrázků Josef Pelikán CGG MFF UK Praha
Metamorfóza obrázků 1998-2011 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Morphing 2011 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 21 Metamorfóza obrázků -
VíceIng. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Reprezentace bodu a zobrazení BI-MGA, 2010, Přednáška 2 1/33 Ing. Jan Buriánek Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické
VíceŘešení radiační soustavy rovnic
Řešení radační soustavy rovnc 1996-2016 Josef Pelkán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cun.cz http://cgg.mff.cun.cz/~pepca/ RadSoluton 2016 Josef Pelkán, http://cgg.ms.mff.cun.cz/~pepca 1 / 23 Soustava lneárních
VíceŘešení radiační soustavy rovnic
Řešení radační soustavy rovnc 1996-2008 Josef Pelkán KSVI MFF UK Praha e-mal: Josef.Pelkan@mff.cun.cz WWW: http://cgg.ms.mff.cun.cz/~pepca/ NPGR010, radsoluton.pdf 2008 Josef Pelkán, http://cgg.ms.mff.cun.cz/~pepca
VíceBarevné systémy 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha
Barevné systémy 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Colors 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 21 Rozklad spektrálních barev
VícePozn. 1. Při návrhu aproximace bychom měli aproximační funkci vybírat tak, aby vektory ϕ (i) byly lineárně
9. Řešení typických úloh diskrétní metodou nejmenších čtverců. DISKRÉTNÍ METODA NEJMENŠÍCH ČTVERCŮ použití: v případech, kdy je nevhodná interpolace využití: prokládání dat křivkami, řešení přeurčených
VícePrincipy fotorealistického zobrazování
Principy fotorealistického zobrazování 2010-2013 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ MaSo jaro 2013, doprovodná přednáška, 16. 5. 2013 1 / 101 Obsah přednášky cíle a aplikace
VícePočítačová grafika III Úvod
Počítačová grafika III Úvod Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Syntéza obrazu (Rendering) Vytvoř obrázek z matematického popisu scény. Popis scény Geometrie Kde je jaký objekt ve scéně
VíceTransformace obrazu Josef Pelikán KSVI MFF UK Praha
Transformace obrazu 99725 Josef Pelikán KSVI MFF UK Praha email: Josef.Pelikan@mff.cuni.cz WWW: http://cgg.ms.mff.cuni.cz/~pepca/ Transformace 2D obrazu dekorelace dat potlačení závislosti jednotlivých
VícePřipomenutí co je to soustava lineárních rovnic
Připomenutí co je to soustava lineárních rovnic Příklad 2x 3y + z = 5 3x + 5y + 2z = 4 x + 2y z = 1 Soustava lineárních rovnic obecně Maticový tvar: a 11 x 1 + a 12 x 2 + + a 1n x n = b 1 a 21 x 1 + a
Více7 Transformace 2D. 7.1 Transformace objektů obecně. Studijní cíl. Doba nutná k nastudování. Průvodce studiem
7 Transformace 2D Studijní cíl Tento blok je věnován základním principům transformací v rovinné grafice. V následujícím textu bude vysvětlen rozdíl v přístupu k transformacím u vektorového a rastrového
VíceGlobal illumination with many-light methods. Martin Kahoun (2011)
Zápisky z přednášky Global illumination with many-light methods Tomáš Zámečník (2012) Martin Kahoun (2011) 1 1 Výpočet globálního osvětlení 1.1 Zobrazovací rovnice v 3b formulaci V této úvodní části se
VíceCo je obsahem numerických metod?
Numerické metody Úvod Úvod Co je obsahem numerických metod? Numerické metody slouží k přibližnému výpočtu věcí, které se přesně vypočítat bud nedají vůbec, nebo by byl výpočet neúměrně pracný. Obsahem
VíceRovinná úloha v MKP. (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v. prostorové úlohy: u, v, w
Rovinná úloha v MKP Hledané deformační veličiny viz klasická teorie pružnosti (mohou být i jejich derivace!): rovinná napjatost a r. deformace (stěny,... ): u, v desky: w, ϕ x, ϕ y prostorové úlohy: u,
VícePrecomputed radiance transfer
Precomputed radiance transfer Martin Bulant 11. dubna 2011 Reprezentace funkce na sféře Reálnou funkci na sféře G(x) aproximujeme pomocí lineární kombinace lineárně nezávislých bázových funkcí B i (x):
VíceSvětlo x elmag. záření. základní principy
Světlo x elmag. záření základní principy Jak vzniká a co je to duha? Spektrum elmag. záření Viditelné 380 760 nm, UV 100 380 nm, IR 760 nm 1mm Spektrum elmag. záření Harmonická vlna Harmonická vlna E =
Více0 0 a 2,n. JACOBIOVA ITERAČNÍ METODA. Ax = b (D + L + U)x = b Dx = (L + U)x + b x = D 1 (L + U)x + D 1 b. (i) + T J
6 Jacobiova a Gaussova-Seidelova iterační metoda pro řešení systémů lin rovnic Kateřina Konečná/ ITERAČNÍ METODY PRO ŘEŠENÍ SYSTÉMŮ LINEÁRNÍCH ROVNIC Budeme se zabývat řešením soustavy lineárních rovnic
VíceAnti-aliasing a vzorkovací metody
Anti-aliasing a vzorkovací metody 1996-2016 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Sampling 2016 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 34 Prostorový
VíceVYBRANÉ PARTIE Z NUMERICKÉ MATEMATIKY
VYBRANÉ PARTIE Z NUMERICKÉ MATEMATIKY Jan Krejčí 31. srpna 2006 jkrejci@physics.ujep.cz http://physics.ujep.cz/~jkrejci Obsah 1 Přímé metody řešení soustav lineárních rovnic 3 1.1 Gaussova eliminace...............................
VíceMalířův algoritmus. 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha. pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 15
Malířův algoritmus 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 15 Malířův algoritmus kreslení do bufferu video-ram, rastrová tiskárna s bufferem vyplňování
VíceFOTOREALISTICKÉ ZOBRAZOVÁNÍ
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA INFORMAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV POČÍTAČOVÉ GRAFIKY A MULTIMÉDIÍ FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY DEPARTMENT OF COMPUTER GRAPHICS AND
VíceNosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)
Nosné desky Deska je těleso, které má jeden rozměr mnohem menší než rozměry zbývající. Zatížení desky je orientováno výhradně kolmo k její střednicové rovině. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek
VícePočítačová grafika III Photon mapping. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Photon mapping Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Kvíz 1 Proč BPT neumí zobrazit kaustiku na dně bazénu (bodové světlo, pinhole kamera)? Řešení kvízu 2 Problem
VíceCharakteristiky optického záření
Fyzika III - Optika Charakteristiky optického záření / 1 Charakteristiky optického záření 1. Spektrální charakteristika vychází se z rovinné harmonické vlny jako elementu elektromagnetického pole : primární
VíceZákladní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje
Optické zobrazování Základní pojmy Zobrazení zrcadlem, Zobrazení čočkou Lidské oko, Optické přístroje Základní pojmy Optické zobrazování - pomocí paprskové (geometrické) optiky - využívá model světelného
VíceZáření KZ. Význam. Typy netermálního záření. studium zdrojů a vlastností KZ. energetické ztráty KZ. synchrotronní. brzdné.
Zářivé procesy Podmínky vyzařování, Larmorův vzorec, Thomsonův rozptyl, synchrotronní záření, brzdné záření, Comptonův rozptyl, čerenkovské záření, spektum zdroje KZ Záření KZ Význam studium zdrojů a vlastností
VíceTransformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.
Ukázka 1 Necht má funkce z = f(x, y) spojité parciální derivace. Napište rovnici tečné roviny ke grafu této funkce v bodě A = [ x 0, y 0, z 0 ]. Transformujte diferenciální výraz x f x + y f y do polárních
Více7. OSVĚTLENÍ. Cíl Po prostudování této kapitoly budete znát. Výklad. 7. Osvětlení
7. OSVĚTENÍ Cíl Po prostudování této kapitoly budete znát základní pojmy při práci se světlem charakteristické fyzikální vlastnosti světla důležité pro práci se světlem v počítačové grafice základní operace
VíceOptika pro mikroskopii materiálů I
Optika pro mikroskopii materiálů I Jan.Machacek@vscht.cz Ústav skla a keramiky VŠCHT Praha +42-0- 22044-4151 Osnova přednášky Základní pojmy optiky Odraz a lom světla Interference, ohyb a rozlišení optických
VícePočítačová grafika III Multiple Importance Sampling. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Multiple Importance Sampling Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz MIS 300 + 300 samples EM IS 600 samples BRDF IS 600 samples Sampling strategies Diffuse only
VíceFotonové mapy. Martin Bulant 21. března Fotonové mapy jsou podobné obousměrnému sledování cest, ale odlišují se tím,
Fotonové mapy Martin Bulant 21. března 2011 1 Photon mapping Fotonové mapy jsou podobné obousměrnému sledování cest, ale odlišují se tím, že se nedělá vše najednou. Je oddělena propagace světla do scény
VíceIterační metody řešení soustav lineárních rovnic. 27. prosince 2011
Iterační metody řešení soustav lineárních rovnic Michal Čihák 27. prosince 2011 Přímé metody řešení soustav lineárních rovnic V přednáškách z lineární algebry jste se seznámili s několika metodami řešení
VíceGlobální matice konstrukce
Globální matice konstrukce Z matic tuhosti a hmotnosti jednotlivých prvků lze sestavit globální matici tuhosti a globální matici hmotnosti konstrukce, které se využijí v řešení základní rovnice MKP: [m]{
VíceOsvětlování a stínování
Osvětlování a stínování Pavel Strachota FJFI ČVUT v Praze 21. dubna 2010 Obsah 1 Vlastnosti osvětlovacích modelů 2 Světelné zdroje a stíny 3 Phongův osvětlovací model 4 Stínování 5 Mlha Obsah 1 Vlastnosti
VíceTypy příkladů na písemnou část zkoušky 2NU a vzorová řešení (doc. Martišek 2017)
Typy příkladů na písemnou část zkoušky NU a vzorová řešení (doc. Martišek 07). Vhodnou iterační metodou (tj. metodou se zaručenou konvergencí) řešte soustavu: x +x +4x 3 = 3.5 x 3x +x 3 =.5 x +x +x 3 =.5
Víceterminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy
2. Plošný integrál. Poznámka. Obecně: integrování přes k-rozměrné útvary (k-plochy) v R n. Omezíme se na případ k = 2, n = 3. Definice. Množina S R 3 se nazve plocha, pokud S = ϕ(), kde R 2 je otevřená
VíceMatematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015
Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015 1. Je dána soustava rovnic s parametrem a R x y + z = 1 x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a a) Napište Frobeniovu větu (existence i počet řešení). b)
VíceZOBRAZOVÁNÍ ZRCADLY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Optika
ZOBRAZOVÁNÍ ZRCADLY Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Septima - Optika Úvod Vytváření obrazů na základě zákonů optiky je častým jevem kolem nás Základní principy Základní principy Zobrazování optickými přístroji
Více21. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic
21. Úvod do teorie parciálních diferenciálních rovnic Aplikovaná matematika IV, NMAF074 M. Rokyta, KMA MFF UK LS 2014/15 21.1 Základní termíny Definice Vektor tvaru α = (α 1,...,α m ), kde α j N {0}, j
Více9 Prostorová grafika a modelování těles
9 Prostorová grafika a modelování těles Studijní cíl Tento blok je věnován základům 3D grafiky. Jedná se především o vysvětlení principů vytváření modelů 3D objektů, jejich reprezentace v paměti počítače.
VícePočítačová grafika III Multiple Importance Sampling. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Multiple Importance Sampling Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz MIS 300 + 300 samples EM IS 600 samples BRDF IS 600 samples Sampling strategies Diffuse only
VíceFotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát. Fotografický aparát
Michal Veselý, 00 Základní části fotografického aparátu tedy jsou: tělo přístroje objektiv Pochopení funkce běžných objektivů usnadní zjednodušená představa, že objektiv jako celek se chová stejně jako
VíceKompresní metody první generace
Kompresní metody první generace 998-20 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ Stillg 20 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca / 32 Základní pojmy komprese
VíceÚlohy k přednášce NMAG 101 a 120: Lineární algebra a geometrie 1 a 2,
Úlohy k přednášce NMAG a : Lineární algebra a geometrie a Verze ze dne. května Toto je seznam přímočarých příkladů k přednášce. Úlohy z tohoto seznamu je nezbytně nutné umět řešit. Podobné typy úloh se
VíceTENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE. Obrázek 1: Volba souřadnicového systému
TENSOR NAPĚTÍ A DEFORMACE Obrázek 1: Volba souřadnicového systému Pole posunutí, deformace, napětí v materiálovém bodě {u} = { u v w } T (1) Obecně 9 složek pole napětí lze uspořádat do matice [3x3] -
VíceOsvětlovací modely v počítačové grafice
Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Semestrální práce z předmětu Matematické modelování Osvětlovací modely v počítačové grafice 27. ledna 2008 Martin Dohnal A07060 mdohnal@students.zcu.cz
VíceMatematické modely a způsoby jejich řešení. Kateřina Růžičková
Matematické modely a způsoby jejich řešení Kateřina Růžičková Rovnice matematické fyziky Přednáška převzata od Doc. Rapanta Parciální diferencíální rovnice Diferencialní rovnice obsahujcí parcialní derivace
VícePočítačová dynamika tekutin (CFD) Řešení rovnic. - metoda konečných objemů -
Počítačová dynamika tekutin (CFD) Řešení rovnic - metoda konečných objemů - Rozdělení parciálních diferenciálních rovnic 2 Obecná parciální diferenciální rovnice se dvěma nezávislými proměnnými x a y:
VíceKTE/TEVS - Rychlá Fourierova transformace. Pavel Karban. Katedra teoretické elektrotechniky Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni
KTE/TEVS - Rychlá Fourierova transformace Pavel Karban Katedra teoretické elektrotechniky Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni 10.11.011 Outline 1 Motivace FT Fourierova transformace
VíceVlny v plazmatu. Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy
Vlny v plazmatu Narušení rovnováhy, perturbace se šíří prostorem => vlny Vlna musí být řešením příslušných rovnic plazmatu => módy Jakákoli perturbace A( x,t může být reprezentována jako kombinace rovinných
VíceMatematika I A ukázkový test 1 pro 2011/2012. x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a
Matematika I A ukázkový test 1 pro 2011/2012 1. Je dána soustava rovnic s parametrem a R x y + z = 1 a) Napište Frobeniovu větu. x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a b) Vyšetřete počet řešení soustavy
VícePočítačová grafika 2 (POGR2)
Počítačová grafika 2 (POGR2) Pavel Strachota FJFI ČVUT v Praze 19. února 2015 Kontakt Ing. Pavel Strachota, Ph.D. Katedra matematiky Trojanova 13, místnost 033a E-mail: pavel.strachota@fjfi.cvut.cz WWW:
VíceIII. MKP vlastní kmitání
Jiří Máca - katedra mechaniky - B325 - tel. 2 2435 4500 maca@fsv.cvut.cz III. MKP vlastní kmitání 1. Rovnice vlastního kmitání 2. Rayleighova Ritzova metoda 3. Jacobiho metoda 4. Metoda inverzních iterací
VíceKombinatorická minimalizace
Kombinatorická minimalizace Cílem je nalézt globální minimum ve velké diskrétní množině, kde může být mnoho lokálních minim. Úloha obchodního cestujícího Cílem je najít nejkratší cestu, která spojuje všechny
VíceLibovolnou z probraných metod najděte s přesností na 3 desetinná místa kladný kořen rovnice. sin x + x 2 2 = 0.
A 9 vzorové řešení Př. 1. Libovolnou z probraných metod najděte s přesností na 3 desetinná místa kladný kořen rovnice Počítejte v radiánech, ne ve stupních! sin x + x 2 2 = 0. Rovnici lze upravit na sin
VíceSoustavy lineárních rovnic
Přednáška MATEMATIKA č 4 Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel 973 442029 email:jirineubauer@unobcz 27 10 2010 Soustava lineárních rovnic Definice Soustava rovnic a 11 x 1 + a 12 x 2 + + a
VícePRAKTIKUM III. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009.
Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM III Úloha č. XXVI Název: Vláknová optika Pracoval: Jan Polášek stud. skup. 11 dne 23.4.2009 Odevzdal dne: Možný počet bodů
VíceCircular Harmonics. Tomáš Zámečník
Circular Harmonics Tomáš Zámečník Úvod Circular Harmonics Reprezentace křivky, která je: podmonožinou RxR uzavřená funkcí úhlu na intervalu Dále budeme hovořit pouze o takovýchto křivkách/funkcích
VíceBarevné vidění Josef Pelikán CGG MFF UK Praha
Barevné vidění 1995-2015 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ ColorPerception 2015 Josef Pelikán, http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca 1 / 15 Co je světlo? Špatnota
VícePočítačová grafika III Photon mapping. Jaroslav Křivánek, MFF UK
Počítačová grafika III Photon mapping Jaroslav Křivánek, MFF UK Jaroslav.Krivanek@mff.cuni.cz Obousměrné sledování cest - opakování Transport světla jako integrál Cíl: místo integrální rovnice chceme formulovat
VíceDRN: Soustavy linárních rovnic numericky, norma
DRN: Soustavy linárních rovnic numericky, norma Algoritmus (GEM: Gaussova eliminace s částečným pivotováním pro převod rozšířené regulární matice na horní trojúhelníkový tvar). Zadána matice C = (c i,j
Více4. Napjatost v bodě tělesa
p04 1 4. Napjatost v bodě tělesa Předpokládejme, že bod C je nebezpečným bodem tělesa a pro zabránění vzniku mezních stavů je m.j. třeba zaručit, že napětí v tomto bodě nepřesáhne definované mezní hodnoty.
VíceZobrazování vektorových polí
Zobrazování vektorových polí 1996-2015 Josef Pelikán, CGG MFF UK Praha http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ pepca@cgg.mff.cuni.cz 1 / 28 Proudění v tekutinách statické proudění zobrazení v: R3 R3 v každém bodě
VíceNelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků
Nelineární analýza materiálů a konstrukcí (V-132YNAK) Přednáška 2 Princip metody konečných prvků Petr Kabele petr.kabele@fsv.cvut.cz people.fsv.cvut.cz/~pkabele Petr Kabele, 2007-2014 Obsah Variační principy
VíceStátní závěrečná zkouška z oboru Matematika a její použití v přírodních vědách
Státní závěrečná zkouška z oboru Matematika a její použití v přírodních vědách Ústní zkouška z oboru Náročnost zkoušky je podtržena její ústní formou a komisionálním charakterem. Předmětem bakalářské zkoušky
VíceZáklady 3D modelování a animace v CGI systémech Cinema 4D C4D
EVROPSKÝ SOCIÁLNÍ FOND Základy 3D modelování a animace v CGI systémech Cinema 4D C4D PRAHA & EU INVESTUJEME DO VAŠÍ BUDOUCNOSTI Mgr. David Frýbert 2013 CGI systémy Computer - generated imagery - aplikace
Více13 Barvy a úpravy rastrového
13 Barvy a úpravy rastrového Studijní cíl Tento blok je věnován základním metodám pro úpravu rastrového obrazu, jako je např. otočení, horizontální a vertikální překlopení. Dále budo vysvětleny různé metody
Více