Realistická syntéza obrazu
Vyučující
Rozsah výuky
2 + 2
Semestr
Z
Kredity
6
Zakončení
Z + Zk
Rozvrh
Anotace
Předmět se zabývá technikami a algoritmy globálního osvětlení používanými pro vytváření realistických obrazů na počítači (realistický rendering). Několik přednášek se věnuje matematickým a fyzikálním základům výpočtu globálního osvětlení: popis rozložení světla ve scéně, odraz světla na površích objektů, zobrazovací rovnice, použití metody Monte Carlo pro její řešení. Další přednášky se věnují praktickým algoritmům používaným pro výpočet globálního osvětlení v plně syntetických scénách (pouze počítačové modely) a ve scénách kombinovaných (vkládání počítačových modelů do reálných filmových scén). Poslední tři přednášky se zabývají pokročilými technikami výpočtu globálního osvětlení v reálném čase na grafickém hardwaru. Cvičení mají projektový charakter. Studenti zaměření počítačová grafika mohou v rámci předmětu začít pracovat na magisterské práci.
Přednášky
1.Úvod do globálního osvětlení, světlo, radiometrie, fotometrie, světelné zdroje.
2.Interakce světla s materiály, BRDF, modely BRDF, měření BRDF.
3.Zobrazovací rovnice, důležitost, transportní operátor, stochastické sledování paprsku.
4.Vícerozměrné integrály.
5.Numerické řešení zobrazovací rovnice, Monte Carlo a kvazi-Monte Carlo metody, vzorkovací strategie.
6.Trasování rozprostřených paprsků, trasování cest.
7.Vychýlené metody: fotonové mapy, iradiance a radiance caching.
8.Metody radiozity.
9.Opticky aktivní prostředí a jiné speciální metody šíření světla.
10.Písemka, Úvod do systému Photorealistic RenderMan.
11.Vzorkování, alias, anti-aliasing.
12.Osvětlení z HDR obrázků (image-based lighting) na CPU/GPU.
13.Rezerva.
Ukázky
Cvičení
1.Úvod, organizace cvičení, prezentace témat semestrálních prací
2.Přidělení témat semestrálních prací
3.Konzultace
4.Samostatná práce
5.Konzultace
6.Samostatná práce
7.Konzultace
8.Samostatná práce
9.Konzultace
10.Samostatná práce
11.Odevzdání semestrálních prací
12.Prezentace semestrálních prací
13.Prezentace a zápočet
Literatura a zdroje
- M. Pharr, G. Humphreys.: Physically Based Rendering. Morgan Kaufmann, 2004, ISBN: 0 – 12-553180‑X.
- K. Bala, P. Dutre, P. Bekaert: Advanced Global Illumination, A.K.Peters 2006
- Žára J. a kol.: Moderní počítačová grafika. Computer Press, 2005, ISBN 80 – 251-0454 – 0