МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕТОЧЕЧНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШЕЙДЕРОВ
При решении задач компьютерной графики одним из ключевых вопросов является вычисление освещенности каждого объекта сцены.
Существует два основных подхода динамического расчета освещенности. Первый подход основан на алгоритмах трассировки лучей света в прострaнcтве. Второй подход использует алгоритмы расчета освещенности фрагмента поверхности на основе данных о его окружении.
В данной работе рассматриваются приложения компьютерной графики реального времени. Это значит, что первый подход труднореализуем, так как ввиду его высокой вычислительной сложности на данный момент он не может выполняться в режиме реального времени на большинстве современных настольных компьютеров.
Как правило, работы, посвященные второму подходу, сосредоточены на физически аккуратном моделировании сложных процессов отражения, преломления и рассеивания света, излучаемого точечным источником света. Однако источник света не всегда представляет собой точку, либо он не может быть эффективно ею заменен. Лампы дневного света и экраны мониторов представляют собой примеры источников света, которые имеют соответственно протяженность и площадь.
Для визуализации сцен, освещенных протяженным источником света, была поставлена задача - получить реалистичные зеркальные блики и рассеянное отражение на поверхностях объектов сцены. В ходе решения этой задачи автором были разработаны две специальные модели освещения с использованием шейдерной графики в режиме реального времени.
Первая модель освещения использует грубый метод разбиения светящегося отрезка на множество точечных источников освещения. Такой метод основан на предположении, что некоторое ограниченное число светящихся точек могут осветить сцену подобно светящемуся отрезку. Эта модель допускает настройку различных параметров: координат концов светящегося отрезка, цвета источника, яркости источника, коэффициенты затухания света и число источников, которые будут замещать собой отрезок. С помощью этой модели можно получить достаточно качественный результат, однако он ощутимо требователен к производительности ЭВМ. Иногда для ускорения расчетов приходится жертвовать четкостью блика, делая его более размытым даже на зеркальных поверхностях. Кроме того, этот метод был позднее успешно применен при моделировании светящегося прямоугольника и потенциально может быть расширен для моделирования любого светящегося тела.
Вторая разработанная модель освещения представляет наибольший интерес, так как лишена недостатков первой, превосходя ее по качеству и скорости. Эта модель основана на неочевидном эвристическом предположении, что светящийся отрезок может быть эффективно замещен всего одним точечным источником света, координаты которого необходимо будет вычислять заново для каждого освещаемого фрагмента сцены. Ключевым в данной модели является предположение, что такая точка должна быть точкой светящегося отрезка и находиться как можно ближе к освещаемому фрагменту. Такой метод перевычисления координат источников света позволяет вернуть светящемуся отрезку свойство непрерывности, утраченное в первой модели. Вторая модель обладает значительно более высоким быстродействием и значительно более высоким качеством результата. Например, можно получить зеркальные блики, более четкие, чем у первой модели. При этом скорость работы даже на сложных сценах будет высокой. Имеется возможность настроить координаты, цвет и яркость источника света. По сравнению с первой моделью в процессе настройки не приходится выбирать между качеством и производительностью. В то же время, эту модель намного сложнее использовать для источников света другой формы и в настоящее время ведутся работы в этом направлении.
Обе описанные модели имеют совместимость с существующими алгоритмами моделирования сложных материалов и хорошо зарекомендовали себя на пpaктике как качественный и быстрый способ добавить на сцену источник освещения, имеющий форму отрезка.
Модели освещения неточечным источником света были реализованы на языке GLSL и включены в модуль графического расширения, предназначенный для создания приложений компьютерной графики в различных предметных областях.
Статья в формате PDF 250 KB...
08 07 2026 1:48:35
Статья в формате PDF
103 KB...
07 07 2026 14:46:15
Статья в формате PDF
102 KB...
06 07 2026 7:10:41
Статья в формате PDF
217 KB...
05 07 2026 13:25:50
Статья в формате PDF
99 KB...
04 07 2026 5:32:27
Статья в формате PDF
119 KB...
03 07 2026 16:35:22
Статья в формате PDF
105 KB...
02 07 2026 0:33:53
Статья в формате PDF
280 KB...
01 07 2026 23:11:27
Статья в формате PDF
124 KB...
30 06 2026 19:51:13
Статья в формате PDF
253 KB...
29 06 2026 8:53:45
В работе исследовалось изменение метаболизма коллагена при остром стрессе у крыс с различным эмоциональным статусом. Острый стресс индуцировали, помещая животных в пластиковые камеры с отверстием для доступа воздуха на 1 час, 2,5 часа и 6 часов. Наблюдалось различие в реакции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и динамике показателей метаболизма коллагена у крыс с разным эмоциональным статусом.
...
28 06 2026 16:51:27
Статья в формате PDF
112 KB...
27 06 2026 8:49:31
Статья в формате PDF
264 KB...
25 06 2026 16:31:35
Статья в формате PDF
100 KB...
24 06 2026 4:17:20
Статья в формате PDF
138 KB...
23 06 2026 9:49:38
Статья в формате PDF
141 KB...
22 06 2026 6:52:37
Статья в формате PDF
119 KB...
21 06 2026 10:41:17
Статья в формате PDF
120 KB...
20 06 2026 1:37:36
Статья в формате PDF
104 KB...
19 06 2026 1:44:56
Статья в формате PDF
140 KB...
18 06 2026 4:11:41
Поскольку средняя температура Земли очень медленно уменьшается из-за удаления от Солнца вследствие расширения Вселенной, то достаточно резкие изменения температуры в пределах нескольких градусов могут происходить только в результате прострaнcтвенных и временных колебаний на самой планете. Такие колебания происходят чередованием ледниковых периодов на северных побережьях Атлантического и Тихого океанов. Анализ длительности ледниковых периодов и межледниковий Атлантического побережья позволяет утверждать, что такие качели действительно существуют, и в настоящее время происходит смена Тихоокеанского оледенения Атлантическим. Данная гипотеза позволит объяснить гибель динозавров, эволюцию лошади, расселение человека и прогнозировать глобальные изменения климата.
...
17 06 2026 10:46:38
Статья в формате PDF
100 KB...
16 06 2026 4:14:36
Приводятся результаты исследования восстановления пашен, заброшенных при развитии негативных криогенных процессов и явлений и деформации поверхности. Этот опыт восстановления может использоваться и на долинных сельскохозяйственных угодьях, где распространены близкозалегающие подземные льды, вызывающие деформацию поверхности при мелиоративных воздействиях.
...
15 06 2026 13:54:51
Статья в формате PDF
175 KB...
13 06 2026 20:15:53
Статья в формате PDF
114 KB...
12 06 2026 3:31:10
В статье рассмотрено техническое решение инженерной экологии, которое может быть использовано при мониторинге качества проб речной воды тестированием роста корней определенных видов тестовых растений.
...
11 06 2026 10:31:20
Статья в формате PDF
254 KB...
08 06 2026 14:41:11
Статья в формате PDF
122 KB...
07 06 2026 21:45:15
Статья в формате PDF
180 KB...
06 06 2026 9:24:16
Исследованы особенности взаимосвязи увеличения массы и продольных размеров тела и его частей у здоровых новорожденных (535), детей с задержкой внутриутробного развития (938) и 221 детей с отставанием в росте одной из нижних конечностей. Использованы методы антропометрии детей, ультразвуковое исследование плода и оценка психического развития дошкольников. В этих группах обследуемых выявлены хаpaктерные различия динамики продольных размеров тела, отнесенных к его массе. Показано, что церебральный тип конституции появляется у детей при отсутствии диспластической задержки роста тела. Для успешного психического развития дошкольников благоприятны не максимальные, а средние размеры тела детей.
...
05 06 2026 19:13:31
В настоящее время в связи с возникновением проблем физического выживания человечества, расширением спектра внутренних и внешних угроз его жизнедеятельности, в системе образования крайне важно формирование личности «безопасного типа». Это – высокоинтеллектуальная личность, хорошо знакомая с современными проблемами безопасности жизни и жизнедеятельности человека, осознающая их исключительную важность, стремящаяся решать эти проблемы и при этом разумно сочетать личные интересы с интересами общества. Суть образования – формирование креативного человека в креативной среде, т.е. воспитание выпускника с устойчивой мотивацией на дальнейшее познание науки, техники, культуры, искусства, самореализацию и самовоспроизводство, которые возможны только при совместной безопасности личности и общества в широком смысле слова – от семьи до всего человечества.
...
04 06 2026 1:22:38
Статья в формате PDF
269 KB...
03 06 2026 17:23:17
Статья в формате PDF
97 KB...
02 06 2026 9:22:56
Статья в формате PDF
285 KB...
01 06 2026 22:24:18
Статья в формате PDF
139 KB...
31 05 2026 22:10:15
Статья в формате PDF
257 KB...
30 05 2026 13:22:16
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
