Vržení paprsku (ray casting) nalezení a zobrazení bodu na povrchu nejbližšího tělesa zasaženého paprskem



Podobné dokumenty
Animace a geoprostor. První etapa: Animace 4. přednáško-cvičení. Jaromír Landa. jaromir.landa@mendelu.cz Ústav informatiky PEF MENDELU v Brně

, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa. Tvorba modelů pokrytí

Animace a geoprostor. První etapa: Animace 3. přednáško-cvičení. Jaromír Landa. jaromir.landa@mendelu.cz Ústav informatiky PEF MENDELU v Brně

Prostředí Prostředí Nekonečná rovina Pozadí Barva pozadí Obrázek na pozadí

VIDEO DATOVÉ FORMÁTY, JEJICH SPECIFIKACE A MOŽNOSTI VYUŽITÍ SMOLOVÁ BÁRA

Datové formáty videa a jejich využití. Tomáš Kvapil, Filip Le Manažerská informatika Multimédia


Digitální model reliéfu (terénu) a analýzy modelů terénu

Datové formáty videa, jejich specifikace a možnost využití. Petr Halama

Práce s obrazovým materiálem CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

Digitální kartografie 7

Rastrové digitální modely terénu

Multimediální systémy. 10 Komprese videa, formáty

, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa, Ph.D. AGP Geografické informační systémy

9. přednáška z předmětu GIS1 Digitální model reliéfu a odvozené povrchy. Vyučující: Ing. Jan Pacina, Ph.D.

Digitální modely terénu a vizualizace strana 2. ArcGIS 3D Analyst

Základy 3D modelování a animace v CGI systémech Cinema 4D C4D

Digitální modely terénu (9-10) DMT v ArcGIS Desktop

Počítačová grafika a vizualizace I

Identifikátor materiálu: ICT-1-19

DIGITÁLNÍ VIDEO. pokus o poodhalení jeho neskutečné obludnosti (bez jednosměrné jízdenky do blázince)

Převody datových formátů

OSNOVA. 1. Definice zvuku a popis jeho šíření. 2. Rozdělení zvukových záznamů (komprese) 3. Vlastnosti jednotlivých formátů

Osvětlování a stínování

Distribuované sledování paprsku

Videosekvence. vznik, úpravy, konverze formátů, zachytávání videa...

Animace a geoprostor. První etapa: Animace 2. přednáško-cvičení. Jaromír Landa. jaromir.landa@mendelu.cz Ústav informatiky PEF MENDELU v Brně

Zásady prezentace CENTRUM MEDIÁLNÍHO VZDĚLÁVÁNÍ. Akreditované středisko dalšího vzdělávání pedagogických pracovníků

III/ 2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Zobrazování a osvětlování

Základní pojmy. Multimédia. Multimédia a interaktivita

Základy vizualizace. Výpočetní metody

Multimediální systémy. 03 Počítačová 2d grafika

DATOVÉ FORMÁTY GRAFIKY, JEJICH SPECIFIKA A MOŽNOSTI VYUŽITÍ

, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa, Ph.D. AGP - Animace

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

3D grafika. Proces tvorby sekvence s 3D modely Sbírání údajů na natáčecím place Motion capture Matchmoving Compositing

Počítačová gramotnost II Mgr. Jiří Rozsypal aktualizace

Obraz jako data. Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity Brno. prezentace je součástí projektu FRVŠ č.2487/2011

Obsah A ROVINNÁ GRAFIKA 17

GIS Geografické informační systémy

GeoHosting. Martin Vlk. (vypusťte svoje data do světa) Help forest s.r.o. člen skupiny WirelessInfo 2008

Doporučení pro pořizování datových souborů při digitalizaci analogových originálů

světelný tok -Φ [ lm ] (lumen) Světelný tok udává, kolik světla celkem vyzáří zdroj do všech směrů.

Počítačová grafika a vizualizace volné 3D modelování. Maxon CINEMA 4D. Mgr. David Frýbert, 2012

Počítačová grafika SZŠ A VOŠZ MERHAUTOVA 15, BRNO

Hlavní rysy produktu MapInfo Professional

Úvod do GIS. Prostorová data II. část. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

Obsah. Úvod do prostorového modelování 9. Prostředí AutoCADu při práci ve 3D 15 KAPITOLA 1 KAPITOLA 2

Interpolační funkce. Lineární interpolace

Geografické informační systémy

METODY A POSTUPY DIGITALIZACE A ONLINE ZPŘÍSTUPNĚNÍ STARÝCH KARTOGRAFICKÝCH DĚL

Zobrazování těles. problematika geometrického modelování. základní typy modelů. datové reprezentace modelů základní metody geometrického modelování

KOMPRESE OBRAZŮ. Václav Hlaváč, Jan Kybic. Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze katedra kybernetiky, Centrum strojového vnímání.

13 Barvy a úpravy rastrového

PROBLEMATICKÉ ASPEKTY GEOREFERENCOVÁNÍ MAP

Digitální video, formáty a kódování. Jan Vrzal, verze 0.8

HDR obraz (High Dynamic Range)

Optika nauka o světle

Grafika na počítači. Bc. Veronika Tomsová

Inteligentní řešení kamerového systému

, Brno Připravil: Ing. Jaromír Landa. Postprocessing videa

Grafické formáty. Grafické formáty. Komprese rastrového obrazu. Proč je tolik formátů pro uložení obrázků?

Terestrické 3D skenování

Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu. Lenka Kosková Třísková NTI TUL Doktorandský seminář,

GIS Geografické informační systémy

1. GRAFIKA. grafika vektorová - křivky grafika bitmapová (rastrová, bodová) pixely VLASTNOSTI BITMAPOVÉ GRAFIKY (FOTOGRAFIE)

Videoformáty na internetu Ing. Jakub Vaněk KIT digital Czech a.s. Situation: Q4 09 and 2010 Budget

Obsah. Úvodem 9 Kapitola 1 Jaký počítač a jaký systém? 11. Kapitola 2 Obrázky a fotografie 21

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Elektronická podpora zkvalitnění výuky CZ.1.07 Vzděláním pro konkurenceschopnost

JPEG Formát pro archivaci a zpřístupnění.

Vývoj počítačové grafiky

Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání. Akademie - VOŠ, Gymn. a SOŠUP Světlá nad Sázavou

Digitální magnetický záznam obrazového signálu

Realita versus data GIS

Komprese dat Obsah. Komprese videa. Radim Farana. Podklady pro výuku. Komprese videa a zvuku. Komprese MPEG. Komprese MP3.

Rastrové grafické formáty. Václav Krajíček KSVI MFF UK, 2007

Datové formáty videa a jejich využití. Pavel Čejka, Michaela Koucká

Fotonové mapy. Leonid Buneev

2D grafika. Jak pracuje grafik s 2D daty Fotografie Statické záběry Záběry s pohybem kamery PC animace. Počítačová grafika, 2D grafika 2

Téma: Vektorová grafika. Určete pravdivost následujícího tvrzení: "Grafická data jsou u 2D vektorové grafiky uložena ve voxelech."

Rekurzivní sledování paprsku

Grafické formáty. poznámky k 5. přednášce Zpracování obrazů. Martina Mudrová 2004

Webové stránky. 16. Obrázky na webových stránkách, optimalizace GIF. Datum vytvoření: str ánk y. Vytvořil: Petr Lerch.

(NE)RISKUJ! TVORBA VIDEA WINDOWS MOVIE MAKER

DIDAKTICKÉ VYUŽITÍ VIDEA A ZVUKU VE VÝUCE

Rastrová reprezentace geoprvků model polí Porovnání rastrové a vektorové reprezentace geoprvků Digitální model terénu GIS 1 153GS01 / 153GIS1

Laserové skenování (1)

Multimediální systémy. 07 Animace

Produktové Dokumenty (Datum ) Srovnání verzí: pcon.planner 7.0 Rozdíly mezi verzemi Standard-, ME a PRO

MULTIMEDIÁLNÍ A HYPERMEDIÁLNÍ SYSTÉMY

Vývoj počítačové grafiky. Tomáš Pastuch Pavel Skrbek

CGI. Computer generated imagery Počítačové triky Animované filmy Počítačové hry. Technologické trendy v AV tvorbě, CGI 2

Digitální mapa veřejné správy Plzeňského kraje - část II.

Kosinová transformace 36ACS

VYUŽITÍ POČÍTAČOVÉ GRAFIKY

Video boroskop AX-B520. Návod k obsluze

Informační systémy ve zdravotnictví

Studentská tvůrčí a odborná činnost STOČ D MODELY STROMŮ PRO VYUŽITÍ V REAL-TIME APLIKACI. Michaela Brázdilová

Transkript:

Prostředí -Nekonečná rovina, Barva pozadí, Obrázek na pozadí, Mraky, Mlha Rostliny - Knihovny rostlin a stromů, Náhled rostliny, Zobrazení rostliny, vlastnosti-roční období Vlastnosti objektů - Materiály, vlny Nasvícení scény - Světelné zdroje umělé/přirozené (denní světlo) Umístění světelných zdrojů: hlavní pod úhlem 30 až 40 stupňů, nad kamerou, pomocný nad kamerou, na opačné straně než hlavní (vykreslení detailů ve stínech), zadní za objektem a nad ním (zvýraznění obrysů, opticky odděluje objekt od pozadí a přidává do scény hloubku) Vlastnosti světelných zdrojů Kontrast, Barva světla, světelné efekty, intenzita, tvrdost Umělé světelné zdroje: Kuželový, Bodový, Směrový, rovnoběžné paprsky, Plošný světelný zdroj, Lineární světelný zdroj,goniometrický světelný zdroj, Ambientní světlo Přirozené zdroje osvětlení: Denní světlo (složené ze 2 složek: přímé světlo vyzařované ze Slunce a nepřímé světlo získané z oblohy/zemského povrchu a dalších objektů) Režimy renderování režim raytracingu studiové scény (obrázky samostatných objektů) malý rozsah nasvícení (nerealistické prvky nasvícení zdůrazňující určitou část výrobku) jednoduché scény, které nemusí vypadat realisticky světelné hodnoty jsou počítány v obecných hodnotách po výpočtu nelze měnit expozici obrázku metoda sledování paprsku určení barevného složení paprsku, který dopadá na sítnici našeho oka je spojeno s vyhledáním trasy, kterou paprsek v prostoru scény prošel fotometrický režim architektonické interiéry a exteriéry vytváření širokého spektra světelných efektů světelné zdroje definovány a počítány ve wattech po výpočtu lze změnit expozici obrázku, lze v něm počítat i tzv. radiozitu Vržení paprsku (ray casting) nalezení a zobrazení bodu na povrchu nejbližšího tělesa zasaženého paprskem Sledování paprsku vyššího řádu sledování paprsku nekončí po nalezení nejbližšího tělesa, ale pokračuje sledováním dalších paprsků, odvozených podle odrazivosti a průhlednosti Primární paprsek je vyslán z místa pozorovatele bodem obrazu Sekundární paprsek je vytvořen po dopadu primárního nebo sekundárního paprsku na těleso Stínový paprsek je vyslán z bodu, kam dopadl primární nebo sekundární paprsek, ke světelnému zdroji Renderování metodou raytracingu raytracing počítá jas, průhlednost a odrazivost každého objektu ve scéně Dokáže pomocí sekundárních paprsků zobrazit odraz dalších objektů na povrchu tělesa a nakreslit stíny pomocí stínových paprsků

barevné složení původního paprsku můžeme určit teprve po zjištění údajů o všech dílčích paprscích Rekurzivní algoritmus Ukončení sledování: při opuštění scény, po dopadu do zdroje světla, po N odrazech a lomech, po uražení mezní vzdálenosti změna nastavení raytracingu urychlení výpočtů průsečíků snížení počtu paprsků sledování více paprsků naráz hloubka ostrosti oblast v prostoru, ve které mají zobrazované objekty přijatelnou ostrost tato oblast je z obou stran ohraničena soustřednými koulemi se středem v čočce objektivu renderovací výkon největší vliv na výkon mají: měkké stíny hloubka ostrosti nastavení hustoty renderovací polygonové sítě materiálové vlastnosti (průhledné, odrazité materiály a hrbolaté textury) nasvícení rostliny velikost modelu paměťové požadavky při výpočtu radiozity Radiozita: vyzařovací metoda pro dosažení fotorealistické věrnosti renderovaných obrázků, která umožňuje simulovat šíření světla scénou z fyzikálního hlediska časově náročnější než rekurzivní sledování paprsku, sledování paprsku na jejich dráze od zdrojů světla fyzikální princip světelných jevů, termodynamické řešení osvětlení scény, fotorealistická věrnost počítaných obrazů základním prvkem je plocha, která dokáže světelnou energii přijímat, odrážet a vyzařovat Renderování fotometrickým režimem simulace reálného světla hodnoty osvětlení jsou uchovávány ve skutečných fyzikálních jednotkách přesnější obrázky, kvalitní a jemné světelné efekty, ruční nastavení expozice úpravy celkového jasu, kontrastu, vyvážení barev Kdy použít radiozitu? pro architektonické interiéry pro zachycení nepřímého (difuzně odraženého) osvětlení (plné osvětlení s jemnými variacemi)

Kdy nepoužít radiozitu? pro studiové snímky výrobků, exteriéry staveb (světlo se musí od něčeho odrážet) Vlastnosti objektů Průhlednost (thin-tabulka skla, thick-pruhledny celokus) a vrhání stínů Mapování materiálů Samolepky Vlny Počítačová animace sekvence jednotlivých obrázků v určité frekvenci Nízkoúrovňová reprezentace pohybu, jeho rychlosti, orientace a směru objektu po spojité dráze rychlost objektu, jeho orientace a směr Klíčování = zadávání klíčových pozic a automatické generování mezipoloh Animační křivky se používají pro určení dráhy objektů (definice dráhy objektu, specifikace změny, rychlosti, orientace objektu) Vysokoúrovňová skládá se z nízkoúrovňových maker detekce kolizí (např. chodidlo vs. hrbolatá podložka) možnost vytváření knihovny pohybů (např. knihovna gest či kroků) silný rozvoj ve filmovém průmyslu (animace tzv. syntetických herců) Oblast kinematiky - polohou, rychlostí a zrychlením Oblast dynamiky - vzájemného působení sil a objektů segmentová struktura = posloupnost pevných částí, které jsou mezi sebou spojeny a v každém spojení lze s oběma segmenty otáčet (např. lidská paže) Možnosti animace ve Flamingu studie osvětlení během dne, studie osvětlení během ročního období, otočný stůl, pohyb po trase, průlet Televizní norma PAL většina Evropy včetně ČR a SR, Rozlišení 720x576, FPS: 25 Komprimace videa, metody komprese (bezztrátové, ztrátové) komprimace pomocí tzv. kodeků (KOmpresor + DEKompresor) = algoritmus pro kompresi a dekompresi obrazu. integrace do HW, standardní či doplňková část OS, samostatný produkt definováno jednotné programové rozhraní pro komunikaci modulu s programy (konfigurace parametrů kodeku datový tok, kvalita, rychlost komprese atd.) Bezztrátové kodeky kompresní poměry 2:1 nebo 4:1 algoritmy založené na redukci redundance: RLE Run Length Enconding Huffmanovo kódování (tzv. neadaptivní slovníková komprese) LZW Lempel-Ziv-Welch (tzv. adaptivní slovníková komprese)

Ztrátové kodeky vyšší kompresní poměry(od 7:1 a více) komprimují se informace o pohybu, které se v následujících oknech jeví jako statické nevýhody :ztráta kvality + náročnost dekomprese Transformační komprese analýza obsahu obrazu: rozklad na složky podle prostorové frekvence (např. DCT nebo wavelet) redukce jednotlivých složek (např. změna bitové hloubky) DCT Diskrétní kosinova transformace (obrázek zpracován po malých čtvercových blocích) Wavelet algoritmus založený na vlnkových transformacích, nejlepší kompresní algoritmus, který se v praxi používá Fraktálová komprese založena na soběpodobnosti (teorie fraktálů) soběpodobná množina sestává z kopií sebe samé vyhledání a záznam vzorů a jejich transformací Interframe komprese (inter = mezi) vlastnost videa: následující snímky jsou více či méně podobné těm předchozím postačí zakódovat pouze změnu mezi jednotlivými snímky, ne snímky celé I (intra coded) samostatný snímek, který ke kompresi či dekompresi nepotřebuje žádný jiný snímek P (forward predicted) snímek, který potřebuje jeden předcházející snímek (I nebo P) B (forward and backward predicted) snímek, který je odvozen jak od předchozího (I nebo P), tak i od následujícího snímku (I nebo P) Souborové formáty digitálního videa Bezztrátové kodeky: HuffYUV, RAW(to není kodek ale formát), LCL Ztrátové kodeky: Microsoft Video 1, WMV, MJPEG, MPEG-1/2/3/4 (standardem pro kompresi digit. Videa), MPEG-7 a MPEG-21, H.261, H.263, H.264, DivX 3.11a Alpha, DivX 4/5, Xvid MPEG-4 (jako standard byl přijat v březnu 1999) nejde o kodek, ale o přesnou definici komprese a kompresních algoritmů množina parametrů a vlastností, které musí kompresor splňovat, aby byl MPEG-4 kompatibilní různé implementace MPEG-4, které vybírají z definice vždy to, co je pro daný formát vhodné (např. Microsoft MPEG-4 v1, v2, v3, DivX 4, DivX5, XviD a další) H.264 oficiálně schválený kodek, který je součástí standardu MPEG-4 DivX 3.11a Alpha nelegální a upravená verze kodeku Microsoft MPEG-4 v3 (která v beta verzi umožňovala ukládat video do formátu AVI) Formáty digitálního videa na Internetu Apple QuickTime kodek i přehrávač používají ho na webu např. HBO, CNN, BBC, Pixar, Disney.QT nebo.mov soubory

Microsoft Windows Media platformová příslušnost k PC s OS Windows formáty WMA, WMV a ASF nahrazuje MS formát AVI ASF (Active Streaming Format) v1, v2 (v1 používána nástroji Media Player a Media Encoder).WMV (Windows Media Video) soubory MKV (Matroska) Open source kontejner Je možné v něm uložit video, audio, obrázky a titulky. Hodně používán pro videa v HD a FullHD Typy geodat Rastry: modely pokrytí (2D/3D), letecké/satelitní snímky, formáty: TIFF, Geo JPEG, PNG, MrSID, DEM, aj. klasické formáty doplněné o souřadný systém a souřadnice,někdy také o pyramidy. Vektory: body, linie, polygony, TIN: ESRI Shapefile SHP, Autocad - DWG, Google KML, GML1 modely budov a jiných objektů, Google SketchUp SKP, COLLADA, aj. Mapové servery: OpenGIS služby2: WMS (Web Map Service) WFS (Web Feature Service) WCS (Web Coverage Service) ESRI: ArcIMS (jazyk ArcXML), ArcGIS Server, často propojeno s geodatabází (ArcSDE, PostGIS, aj.) Digitální výškový model (Digital Elevation Model), digitální model terénu (Digital Terrain Model), geografickáhydrometerologická data: předpověď počasí, vlhkost, typy půdy, socio-ekonomická : nákupy, migrace obyvatel, lékařská: očkování, nemoci Pořízení dat: ruční sběr Měření pomocí běžných ručních přístrojů, Diferenciální GPS: automatizovaný sběr Laserové skenování z letadel/automobilů: letadlo má Inertial Measurement Unit (GPS, gyroskopy, akcelerometry) Rastrově : množinu bodů, které od sebe mají konstantní vzdálenost. Každý bod obsahuje informaci o výšce (nebo obecně hodnotě proměnné) v daném místě. Vektorově : nepravidelnou množinu bodů propojených hranami, která tvoří síť trojúhelníků. Základní princip aproximace Naměřené hodnoty spolu prostorově souvisí.

Blízké body mají velkou pravděpodobnost, že budou mít podobnou charakteristiku (hodnoty) Čím více máme naměřených hodnot (a čím rovnoměrněji jsou naměřeny), tím přesnější budou výsledky interpolace. Aproximace -> dopočítáváme hodnoty pro neměřené body (nerovnoměrné měření) Geometrické metody IDW Inverse Distance Weighted (interpolační).hodnoty počítány pomocí váženého průměru (váha =vzdálenost). Vliv na interpolované hodnoty naměřeného bodu se vzdáleností klesá. Parametry: Síla: Vliv naměřeného bodu na interpolovanou hodnotu v blízkosti. Typ okolí: Je dán pevný poloměr nebo minimální počet hodnot. Překážky: Křivka /polygon, který bude reprezentovat Přírodní překážku. Natural Neighbours (interpolační) Tvoříme síť TIN (trojúhelníková síť) pomocí sousedů (blízké body) -> opsaná kružnice Spline (interpolační) - teorii mat. ploch Tension spline TPS Přířazujeme hodnoty váhy mezi 0 a 1. Čím větší tím hrubší povrch Regularized spline CRS verze TPS with Tension. Váha ovlivňuje křivost povrchu. Hladší plochy Geostatistické metody: det. model nahrazen pravděpodobnostním (statistickým) modelem. Kriging (interpolační) První krok jako IDW Váha nezávisí jen na vzdálenosti, ale i na dalších vlivech,které nelze definovat deterministicky První krok prostorová autokorelace pro popis časoprostorových vztahů používány korelogram, kovarian. fce a semivariogram. Druhý krok samotný výpočet neznámých hodnot Aproximace/interpolace je dána implementací (aproximační metoda implementována interpolací)