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)