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
112 KB...
17 06 2026 9:37:16
Представлена система управления в формализованном виде, что облегчает анализ свойств системы, позволяет намечать пути ее совершенствования.
...
16 06 2026 13:40:23
Статья в формате PDF
118 KB...
13 06 2026 12:10:51
Изучен химический состав травы овса посевного. Качественными реакциями обнаружены аминокислоты, крахмал и флавоноиды. Разработана методика спекторофотометрического определения суммы аминокислот по реакции с нингидрином. Установлено, что в траве овса содержится до 1% аминокислот в пересчете на кислоту глютаминовую.
...
12 06 2026 2:52:59
Статья в формате PDF
128 KB...
11 06 2026 0:53:51
Статья в формате PDF
150 KB...
10 06 2026 7:36:34
Статья в формате PDF
255 KB...
09 06 2026 23:34:42
Статья в формате PDF
245 KB...
08 06 2026 6:58:44
Статья в формате PDF
138 KB...
07 06 2026 10:32:13
Статья в формате PDF
130 KB...
04 06 2026 8:42:20
Испытан способ стимуляции костномозгового гемопоэза при лечении острой лучевой болезни (ОЛБ) у животных, включающий остеоперфорацию эпифизов трубчатых костей, с использованием высокоинтенсивного инфpaкрасного диодного лазера.
После остеоперфорации проводится курс лечения церулоплазмином в суточной дозе 1,5-2,5 мг/кг.
Проведенные экспериментальные исследования и наблюдения показывают, что на фоне лазерной остеоперфорации и применения церулоплазмина у собак отмечено интенсивное увеличение содержания в периферической крови эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, а также концентрации гемоглобина в одном эритроците.
Эффективность при лечении острой лучевой болезни составила 100%.
...
03 06 2026 3:40:13
В статье предлагается тpaктовка ресурсного потенциала сельского хозяйства региона. Представлена авторская методика построения интегрального индикатора, позволяющего судить об уровне развития ресурсного потенциала аграрной сферы региона. Дана оценка ресурсного потенциала аграрной сферы регионов Юга России.
...
02 06 2026 20:39:49
Статья в формате PDF
133 KB...
01 06 2026 15:52:58
Статья в формате PDF
116 KB...
31 05 2026 14:13:53
Статья в формате PDF
122 KB...
30 05 2026 20:43:54
Статья в формате PDF
220 KB...
29 05 2026 10:56:43
Статья в формате PDF
121 KB...
27 05 2026 12:35:12
Статья в формате PDF
111 KB...
26 05 2026 21:52:27
Статья в формате PDF
98 KB...
25 05 2026 11:12:26
В данной статье осуществлены анализ и обощение зарубежных психологических концепций, объясняющих активность человека в отношении своего здоровья, и на этой основе дано авторское определение понятия «здоровьесозидающий потенциал личности». Особое внимание авторы уделяют рассмотрению структуры здоровьесозидающего потенциала, описанию психологических механизмов его формирования и выявлению закономерностей его развития в различные возрастные периоды. Авторами впервые представлена и научно обоснована векторная модель здоровьесозидающего потенциала личности, показаны её возможности при выявлении психологических детерминант, влияющих на показатели целостного здоровья человека.
...
24 05 2026 3:45:18
Статья в формате PDF
245 KB...
23 05 2026 0:18:53
Статья в формате PDF
244 KB...
22 05 2026 8:40:56
Статья в формате PDF
391 KB...
21 05 2026 22:54:15
Статья в формате PDF
108 KB...
20 05 2026 0:19:35
Статья в формате PDF
106 KB...
19 05 2026 13:35:52
Статья в формате PDF 217 KB...
18 05 2026 10:56:17
Статья в формате PDF
107 KB...
17 05 2026 1:43:35
Статья в формате PDF
99 KB...
16 05 2026 0:50:34
Приведены новые положения теории зацепления, отражающие специфику цилиндрической винтовой пары «инструмент-деталь»
...
15 05 2026 14:21:19
Статья в формате PDF
109 KB...
14 05 2026 14:45:27
Статья в формате PDF
119 KB...
13 05 2026 21:44:25
Статья в формате PDF
216 KB...
12 05 2026 21:54:58
Статья в формате PDF
227 KB...
09 05 2026 11:51:41
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 ::
