Оглавление Введение
1. Конструкторская часть
Трассировка лучей
Построение теней
- Сплошные тени
- Реалистичные тени
Математические и физические предпосылки алгоритма обратной трассировки
- Освещение
- Схема расчета интенсивности. Параметры, задающие свойства тел.
Вычисление нормалей
Вычисление отраженного луча
Вычисление преломленного луча
Вычисление точки пересечения с примитивом
Описание типов данных. Структура программы
Краткое описание структур и классов
2. Технологическая часть
Выбор языка программирования
Описание интерфейса программы
3. Исследовательская часть
Зависимость времени построения от глубины рекурсии
Зависимость времени построения от количества источников
Выводы по результатам исследований
Заключение
Список литературы
Введение
Эта программа посвящена генерации реалистичных изображений, в частности – реалистичному изображению стекла.
Существует несколько методов генерации реалистичных изображений, таких как прямая трассировка лучей (трассировка фотонов), обратная трассировка лучей, radiosity.
Методы трассировки лучей на сегодняшний день считаются наиболее мощными и универсальными методами создания реалистичных изображений. Известно много примеров реализации алгоритмов трассировки для качественного отображения самых сложных трехмерных сцен. Можно отметить, что универсальность методов трассировки в значительной степени обусловлена тем, что в их основе лежат простые и ясные понятия, отражающие наш опыт восприятия окружающего мира.
Окружающие нас объекты обладают по отношению к свету такими свойствами:
- излучают;
- отражают и поглощают;
- пропускают сквозь себя.
Каждое из этих свойств можно описать некоторым набором характеристик.
Излучение можно охарактеризовать интенсивностью и спектром.
Свойство отражения (поглощения) можно описать характеристиками диффузного рассеивания и зеркального отражения. Прозрачность можно описать ослаблением интенсивности и преломлением.
Из точек поверхности (объема) излучающих объектов исходят лучи света. Можно назвать такие лучи первичными – они освещают все остальное. От источников излучения исходит по различным направлениям бесчисленное множество первичных лучей. Некоторые лучи уходят в свободное пространство, а некоторые попадают на другие объекты. Если луч попадает в прозрачный объект, то, преломляясь, он идет дальше, при этом некоторая часть световой энергии поглощается.
В результате действия на объекты первичных лучей возникают вторичные лучи. Некоторые из них попадают на другие объекты. Так, многократно отражаясь и преломляясь, отдельные световые лучи приходят в точку наблюдения. Таким образом, изображение сцены формируется некоторым множеством световых лучей.
Цвет отдельных точек изображения определяется спектром и интенсивностью первичных лучей источников излучения, а также поглощением световой энергии в объектах, встретившихся на пути соответствующих лучей.
Непосредственная реализация данной лучевой модели формирования изображения представляется затруднительной. Можно попробовать построить алгоритм построения изображения указанным способом. ............
