Реализация алгоритма обратной трассировки лучей для моделей с большим числом полигонов
Алгоритмы получения реалистических изображений. Применение алгоритма обратной трассировки лучей, ее математическая основа. Составление матрицы и программная реализация. Формирование отраженного и преломленного луча. Модульная структура программы.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.06.2009 |
| Размер файла | 219,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Тест № 3
Теперь рассмотрим сцену, в которой размеры треугольников намного больше расстояний между ними. Я задал эти треугольники случайным образом в ограниченном объеме. Таким образом, треугольники, могут принимать любые размеры. Построим, как и в первом тесте, график зависимости времени от числа треугольников.
|
1,63 |
110 |
190 |
230 |
270 |
300 |
|
|
0 |
10000 |
20000 |
30000 |
40000 |
50000 |
Видно, что при хаотичном разбросе треугольников, алгоритм работает куда медленнее. Улучшение есть, но оно очень мало. При хаотичном разбросе количество оболочек очень большое и поиск по ним становится, сравним по скорости с перебором объектов. По сравнению с первым тестом получилось замедление примерно в 100 раз. Алгоритм хорошо справляется с реальными объектами, так как они чаще всего хорошо сгруппированы.
Заключение
Программа предназначена для рендеринга трехмерных сцен, для получения фотореалистических изображений. Она включает все элементы, описанные в техническом задании:
Реализован алгоритм обратной трассировки лучей, позволяющий строить тени, сглаживать и текстурировать поверхности.
Для ускорения используется метод иерархических оболочек, делающий алгоритм трассировки очень быстрым.
Помимо этого в программе:
Очень мощная схема моделирования эффекта преломления, учитывающая зависимость интенсивностей преломленного и отраженного луча от коэффициента преломления среды.
Поддерживается освещение со специальными эффектами. Источник может светить во все стороны, а может светить в определенном телесном угле. Существует возможность сделать так, чтобы интенсивность источника уменьшалась при приближении к краям телесного угла.
Существует возможность сглаживания изображения. Поскольку сглаживание занимает очень много времени, то я сделал так, чтобы пользователь мог включать или выключать эту функцию по своему усмотрению.
Существует множество вариантов модернизации программы.
Модернизация алгоритма трассировки:
Включение в него фильтрации текстур, например, пирамидальной фильтрации, позволяющей корректно отображать текстурированные объекты находящиеся вдали.
Добавление новых оптических эффектов. Можно, например, сделать все оптические свойства поверхности, зависящими от длины волны падающего света.
Написание трехмерного редактора, который будет позволять:
редактировать геометрию объектов на сцене
редактировать свойства материалов
добавлять и удалять объекты сцены.
управлять источниками света.
загружать и сохранять сцены. Для этого понадобится введение специального формата.
Модуль Engine может быть подключен к любой программе Delphi и использован, для практического моделирования трехмерных сцен и их прорисовки.
Список литературы
Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики: пер. с англ. - М.: Мир, 1989.
Порев В.Н. Компьютерная графика 2004.
Тихомиров Ю. Программирование трехмерной графики. - СПб.: ИРМ - Санкт-Петербург, 1998.
Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. - М.: Наука, 1967.
Подобные документы
Разработка и практическая апробация программы для соответствия поставленным требованиям: реализация трассировки лучей с просчетом теней, освещения, отражения, преломления лучей, что является несомненным достоинством данной спроектированной программы.
курсовая работа [662,7 K], добавлен 14.04.2011Обратная трассировка лучей: ограничения при реализации, достоинства и недостатки. Математические и физические предпосылки алгоритма, блок-схема. Выбор языка программирования. Зависимость времени генерации от глубины рекурсии, количества источников.
курсовая работа [503,0 K], добавлен 27.05.2013Алгоритмы построения изображений, близких к фотореалистичным. Трассировка лучей и построение теней. Схема расчета интенсивности света. Параметры, задающие свойства тел. Зависимость времени построения от глубины рекурсии и количества источников освещения.
курсовая работа [734,3 K], добавлен 18.06.2009Теоретическое исследование вопроса и практическое применение. Общие сведения о графах. Алгоритм Дейкстры. Особенности работы в среде. Программная реализация. Описание алгоритма и структуры программы. Описание программных средств. Текст программы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 27.11.2007Оценка погрешности и точности в математике. Составление программы и алгоритма для численного дифференцирования с заданной допустимой погрешностью на алгоритмическом языке Turbo Pascal 7.0. Составление алгоритма и программы аппроксимации функции.
курсовая работа [810,6 K], добавлен 24.03.2012Исследование симметричных алгоритмов блочного шифрования. Минусы и плюсы алгоритма IDEA. Разработка программы аутентификации пользователя и сообщений на основе алгоритма IDEA. Выбор языка программирования. Тестирование и реализация программного средства.
курсовая работа [314,2 K], добавлен 27.01.2015Симметричные криптосистемы; алгоритмы шифрования и дешифрования данных, их применение в компьютерной технике в системах защиты конфиденциальной и коммерческой информации. Основные режимы работы алгоритма DES, разработка программной реализации ключа.
курсовая работа [129,6 K], добавлен 17.02.2011Реализация программы, позволяющей принять решение о выборе поставщика товаров, по аналогии с продукционной моделью представления знаний (сопоставления образцов и консиквентов). Математическая постановка задачи, программный алгоритм и этапы его разработки.
курсовая работа [812,8 K], добавлен 13.11.2012Вычисление суммы положительных элементов массива. Упорядочивание элементов массива по убыванию. Решение задачи с помощью алгоритма, реализованного в среде Microsoft Visual 2008 Express. Реализация и тестирование программы. Выполнение трассировки функций.
практическая работа [146,3 K], добавлен 23.01.2015Особенности метода неопределенных множителей Лагранжа, градиентного метода и метода перебора и динамического программирования. Конструирование алгоритма решения задачи. Структурная схема алгоритма сценария диалога и описание его программной реализации.
курсовая работа [1010,4 K], добавлен 10.08.2014
