Работа на тему: «Анализ перспективности использования метода трассировки лучей в 3D моделировании» (стр. 2 из 2)

· 3D мультипликация;

· Спецэффекты киноиндустрии;

· Реалистичный рендеринг фотоизображения;

· Cad — системы.

Специальные термины:

Полигональная сетка-совокупность вершин и полигонов, которая определяет форму отображаемого объекта.

Рендеринг (Render) - (англ. rendering — «визуализация») — процесс получения изображения по модели.

Здесь модель — это описание любых объектов или явлений на строго определённом языке или в виде структуры данных. Такое описание может содержать геометрические данные, положение точки наблюдателя, информацию об освещении, степени наличия какого-то вещества и пр.

Рис 4. полигональная сетка

Эксперимент.

В качестве ПО для проведения эксперемента мы выбрали 3D -редактор Blender.

Он достаточно легок в освоении и содержит в себе все не обходимые функции:

· Рендеринг изображения с возможность подключения и отключения трассировщика.

· Oversampling(anti-aliasing или сглаживание)

Мы замеряли время, необходимое на рендеринг 3-х различных сфер(стеклянной, зеркальной и матовой) на различных Уравных Multeris (каждый уровень повышает число полигонов в 4 раза). При повышении уровня время считали от 0.

Ур. Multeris	Время рендеринга каждого ур. с 0
	Без RayT [c]	С RayT [c]
2	0,53	3,36
3	0,46	3
4	0,54	2,84
5	0,55	3,02
6	0,61	3,85
7	0,96	5,96
8	2,5	10,64
10	29,12	43,9

Таблица 1.

Рендеринг производился с максимальными параметрами, чтобы увеличить разницу в скорости обработки.

В результате видим, что время на обработку трех сфер с уровнем 4 (по 256 полигонов на каждой сфере) меньше, чем время, потраченное на обработку сфер с уровнем 2 (по 16 полигонов).

Рис 5. полигональные сетки для различных уровней

Итог

Из проведенного эксперимента видно, что время, затраченное на рендеринг 3-х шаров с использованием трассировки существенно больше, чем время, затраченное на рендеринг без использования трассировки лучей. Но в процессе эксперемента было замечено интересное наблюдение: время на обработку 3, 4 и 5 уровневых моделей меньше времени обработи двухуровневой модели.

Анализ полученый изображений:
1)На картинке, полученной без использования трассировки (далее А), видно, что прозрачная сфера не дает эффект линзы (применение альфа-канала), в то время как на картинке, с использованием трассировки лучей (далее Б) прозрачный шар увеличивает объекты за ним(рис. 6).

Рис. 6 прозрачные сферы (слева alpha-канал, справа трассировка лучей)

2)На картинке А нет зеркального шара, т. к получение отражения на нем основано на трассировке лучей(рис. 7).

Рис 7. модель эксперимента (сверху alpha-канал, снизу трассировка лучей).

3)На рисунке 8 видно, что при рендеренге без использывания трассировки лучей, происходит освещение внутренних полостей, куда, по логике, свет проникать не должен.

Рис.8 Падения света на впадены в шаре(слева А, справа Б)

Из данного анализа видно, что качество изображений с использованием трассировки лучей существенно лучше, чем изображений полученных без нее, что оправдывает использование данного метода в областях, где важно качество полученного изображения, а не время его обработки.