Završni rad br. 38

(Postupci ostvarivanja globalnog osvjetljenja)

Modeli osvjetljenja koji se danas koriste u interaktivnoj računalnoj grafici su nedostatni, budući da ne obuhvaćaju globalne učinke gibanja svjetla, poput pretapanja boja, mekih sjena, kaustike, ispodpovršinskog raspršivanja itd. U računalnoj znanosti su poznati tradicionalni postupci koji točno rješavaju ovaj problem, no oni su prezahtjevni za praktične primjene u interaktivnim aplikacijama. Ovaj rad daje pregled tih tradicionalnih metoda, te vodi čitatelja kroz različite pokušaje njihove prilagodbe za upotrebu u interaktivnoj grafici. Također, predstavljaju se i neki novi algoritmi, specifično razvijeni za postizanje čim povoljnijeg kompromisa između kvalitete i performansi. Na kraju, dan je pregled i ocjena svih opisanih tehnika, od kojih je najpovoljnija i implementirana. Algoritam odabran za implementaciju jest predizračunati prijenos zračenja, u obliku kompletnog programskog paketa za obradu i simulaciju proizvoljnih virtualnih okruženja.

Ključne riječi: model osvjetljenja, lokalno osvjetljenje, globalno osvjetljenje, tehnike iscrtavanja, praćenje zrake, preslikavanje fotona, isijavanje, zaklanjanje ambijenta, predizračunati prijenos zračenja.

Abstract 

(Methods for achieving global illumination)

Lighting models currently used in interactive computer graphics are insufficient, as they do not encompass the global effects of light propagation, such as color bleeding, soft shadows, caustics, subsurface scattering, etc. Computer science has long known methods which solve this problem accurately, however, those traditional algorithms are computationaly too expensive to be used effectively in interactive applications. This paper outlines the traditional algorithms and leads the reader through various attempts of adapting those algorithms for use in interactive graphics. Also, more recent developments in the field are presented, comprised of algorithms specificaly designed to achieve the most satisfying compromise between quality and performance. Finally, an overview is given, including a comparison of all the algorithms described in the paper, the most favorable of which was implemented. The algorithm chosen for implementation is precomputed radiance transfer, in the form of a complete software package for processing and simulating arbitrary virtual scenes.

Keywords: lighting model, local illumination, global illumination, rendering methods, raytracing, photon mapping, radiosity, ambience occlusion, precomputed radiance transfer.