Skip to main content

ვირტუალური სხივური განათებები

Virtual Ray Lights
        ვირტუალური სხივური განათებების მეთოდი(VRL) ახდენს განათების გამოთვლას სივრცულ გარემოში მიუკერძოვებლად. განსხვავებით VPL-ისაგან, რომელიც ახდენს წერტოლოვანი განათებების შექმნას სივრცეში, ვირტუალურ სხივურ განათებებში განათებებს წარმოადგენენ არა გაბნევის ხდომილებაზე შექმნილი წერტილები, არამედ სინათლის გზის სეგმენტები. ვირტუალური სხივური განათების მეთოდი გვეხმარება სივრცულ ნაწილაკებზე გაბნეული განათების დათვლაში. რადგან სინათლის გზის სეგმეტზებზე არსებულ სივრცულ ნაწილაკებზე ხდება სინათლის გარეთ გაბნევა ისინი შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ როგორც მანათობელი სეგმენტები.
VPL-ვირტუალური წერტილოვანი განათებები(მარცხენა) და
VRL-ვირტუალური სხივური განათებები(მარჯვენა).
        VPL-სგან განსხვავებით VRL-ში პირდაპირი განათების გამოთვლა ხდება ორმაგი ინტეგრალის საშუალებით.

        მოცემული ნახაზიდან კარგად ჩანს, რომ გამბნევი u და v ნაწილაკების მონიშვნა ხდება შესაბამისად დამკვირვებლის სხივზე(s) და ვირტულაურ სხივურ განათებაზე(t), ხდება გამტარობის დათვლა v წერტილამდე(Tr(v)), v წერტილიდან u წერტილამდე(Tr(w)) და u წერტილიდან დამკვირვებლამდე(Tr(u)). უნდა აღინიშნოს, რომ სამივე გამტარობის Tr(v), Tr(w)  და Tr(u)-ს დასათვლელად დამატებით ინტეგრირებაა საჭირო.
ზედა რიგი - ვირტუალური წერტილოვანი განათებები.
ქვედა რიგი - ვირტუალური სხივური განათება.
მარცხენა სვეტი - განათება სივრცული ნაწილაკიდან ზედაპირზე.
მარჯვენა სვეტი - განათება სივრცული ნაწილაკიდან სივრცულ ნაწილაკზე.
        ზემოთ მოცებულ სურათზე ნათლად ჩანს, რომ VRL მეთოდი(ქვედა რიგი) ბევრად უკეთეს შედეგს იძლევა VPL-თან შედარებით სივრცული განათების დათვლაში. სივრცულ განათებაში აქ იგულისხმება: სივრცული ნაწილაკიდან ზედაპირზე და სივრცული ნაწილაკიდან სივრცულ ნაწილაკზე განათება. ერთერთ ყველაზე დიდ პრობლემას პროგრამული იმპლემენტაციისას წარმოადგენს ამაჩქარებელი სტრუქტურა VRL-ების შესანახად და შემგგომში მათი მნიშვნელოვნობით ეფექტურად შერჩევისათვის.

Comments

Popular posts from this blog

CPU GPU და ჰიბრიდული რენდერერები

წყარო         დღემდე აქტუალურია თემა CPU რენდერერი ჯობია თუ GPU . იმისათვის რომ ამ კითხვას მეტნაკლებად ამომწურავი პასუხი გავცეთ განვიხილოთ რენდერერის სტრუქტურა და მოცემულ პლათფორმებზე იპმლემენტაციასთან დაკავშირებული პრობლემები. რენდერერი შედგება რამოდენიმე დიდი კომპონენტისგან როგორიცაა ხილვადობის ამოცანა შეფერადება ინტეგრატორები ფუნქციონალი ხილვადობის ამოცანა         ხილვადობის ამოცანა ერთერთი ყველაზე რთულია გამოთვლითი რესურსის კუთხით. გარდა იმისა, რომ სხივის გეომეტრიასთან თანაკვეთის დათვლას საკმაოდ დიდი დრო ჭირდება, ასევე საჭიროა ამაჩქარებელ სტრუქტურების განახლება კადრიდან კადრზე დინამიური სცენებისათვის. კარგი ისაა, რომ რენდერერის ეს ნაწილი საკმაოდ ადვილად ენკაპსულირებადია და შესაბამისად გვხვდება ბიბლიოთეკები მაგალითად embree(intel), fireRays(AMD), OptiX prime(nvidia), ... რომლებიც ამ ამოცანას საკმაოდ ეფექტურად ხსნიან და რენდერერებშიც მეტნაკლებად ადვილად ინტეგრირდებიან.  სხივების მიდევნების პროცესში ძალიან მნიშვნელოვანია მსგავსი გამოთვლების ლოკალიზება და არსებული SIMD

სინათლის ხილული სპექტრი და სხივის თვისებები

Visible Spectrum სურათზე ნაჩვენებია პრიზმაში გამავალი თეთრი სხივის სპექტრულად გაშლის პროცესი.         სინათლე წარმოადგენს ელექტრომაგნიტურ ტალღას, რომელსაც როგორც ყველა ელექტრომაგნიტურ ტალღას გააჩნია რამოდენიმე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი. ერთერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელი არის ტალღის სიგრძე, რომელიც განსაზღვრავს სხივის სპექტრულ ფერს. ელექტრომაგნიტური ტალღები ბუნებაში და თანამედროვე სამყაროში მრავლად გვხვდები. სხვადასხვა ტალთის სიგრძის(სიხშირის) ტალღებს იყენებენ როგორც საყოფაცხოვრებო(რადიო, მობილური ტელეფონი) დანიშნულების, ასევე სამედიცინო(რენდგენის სხივები) და სამხედრო(რადარები) მოწყობილობებში. ადამიანის თვალისთვის ხილული სინათლის ელექტრომაგნიტური ტალღების ტალღის სიგრძე იწყება დაახლოებით 400 ნანომეტრიდან და მთავრდება 700 ნანომეტრზე. ამ დიაპაზონს ქვემოთ ექცევა ულტრაიისფერი ტალღები და დიაპაზონს ზემოთ ექცევა ინფრაწითელი, რომელსაც ადამიანის თვალი ვერ აღიქვამს(იხილეთ ქვემოთ მოცემული სურათი). სინათლის თეთრი სხივი შედგება სხვადასხვა სიხშირის ტალღების ერთობლიობისგან.        

ფერების RGB მოდელი

RGB Color Model         ფერების RGB მოდელი წარმოადგენს ისეთ მოდელს რომელშიც სამი ძრირითადი ფერის წითელი, მწვანე და ლურჯის საშუალებით მიიღება ფერების ფართო სპექტრი. მისი დასახელებაც მოდის სწორედ ძირითადი ფერების ინგლისური სახელწოდების ინიციალებიდან(Red, Green, Blue).         ფერთა სპექტრის ამდაგვარი წარმოდგენა დაკავშირებულია იმასთან, რომ გამოსახულების გამოტანის მოწყობილობებში რომელიც გააჩნიათ კომპიუტერებს, ტელევიზორებს ფერის მიღება ფიზიკურად ხდება სწორედ ამ სამი ძირითადი ფერის შეზავებით. დღესდღეობით ყველაზე გავრცელებული არის 24 ბიტიანი RGB მოდელი, სადაც თითოეულ კომპონენტს ეთმობა ერთი ბაიტი და შესაბამისად შეუძლია მიიღოს ნებისმიერი მნიშვნელობა [0, 255] დიაპაზონში, რაც საბოლოოდ გვაძლევს 16777216 განსხვავებულ ფერს.