Υπολογιστική Γραφική. Διδάσκων: Ε. Θεοδωρίδης Υπεύθυνος καθηγητής: Α. Τσακαλίδης. Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Πατρών

Transcript

1 Υπολογιστική Γραφική Διδάσκων: Ε. Θεοδωρίδης Υπεύθυνος καθηγητής: Α. Τσακαλίδης Τμήμα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής Πανεπιστήμιο Πατρών

2 Real Time Rendering 3 rd Edition by Tomas Akenine- Moller et al. Γραφικά Θεοχάρης OpenGL SuperBible Αξιολόγηση: 40% παρουσίαση, 60% εργασία

3 Ε Διάλεξη Παρουσιάσεις 1 Εισαγωγή στα Γραφικά 2 Μετασχηματισμοί / Αποκοπή Graphics Rendering 3 Ορατότητα Transformations 4 Σκίαση/Φωτορεαλισμός Texturing 5 Απόδοση Υφής Blender Getting Started Blender Modeling 6 Υπολογιστική Όραση Blender Material Blender Light

4 Η υπολογιστική γραφική (ή τα γραφικά υπολογιστών, computer graphics) ασχολείται με τη θεωρία και την τεχνολογία σύνθεσης εικόνων από μοντέλο (συμβολική περιγραφή) «μία εικόνα αξίζει όσο χίλιες λέξεις» (κινέζικο ρητό)

5 Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας (image processing): αναλύει και επεξεργάζεται ήδη ολοκληρωμένες εικόνες. Γραφικά: σύνθεση εικόνων από ήδη υπάρχοντα υπολογιστικά μοντέλα αντικειμένων και της αναπαράστασης τους με διάφορα εποπτικά μέσα. Έξοδος Είσοδος Εικόνα Περιγραφή Εικόνα Περιγραφή Επεξεργασία Εικόνας Ανάλυση Εικόνας Γραφική Μετατροπές

6 : SAGE (Semi Automated Ground Environment) με χρήση του Wirlwind Computer για εντοπισμό αεροσκαφών στον εναέριο χώρο των Η.Π.Α. Φωτό-γραφίδα (light-pen) με την οποία ο χειριστής έδινε εντολές πάνω στην οθόνη του radar => πρώτο αλληλεπιδρών γραφικό σύστημα (interactive computer graphics) Αρχικά η επικοινωνία με τους υπολογιστές γινόταν μέσω διατρητικών καρτών καθώς και μέσω ηλεκτρονικών σχεδιαστών με ανταλλαγή μηνυμάτων κειμένου/εντολών => αργή, μη αποδοτική, με μεγάλο κόστος Εξέλιξη της υπολογιστικής γραφικής: 1955: Wirlwind Computer στο ΜΙΤ: πρώτη οθόνη CRT (cathode ray tube) κατευθυνόμενη από υπολογιστή

7 1962: O Ian Sutherland εισήγαγε νέες δομές δεδομένων για την πραγματοποίηση σχεδίων με βάση γραμμές, τόξα και σημεία. Καθιέρωσε το πληκτρολόγιο και την φωτο-γραφίδα. 1963: O Douglas Englebart εφευρίσκει το ποντίκι. 1963: Το πρώτο σύστημα Computer Aided Design (CAD) με το όνομα DAC-1 σχεδιάζεται από την IBM για λογαριασμό της General Motors. 1967: H GE παρουσιάζει τον πρώτο έγχρωμο προσομοιωτή πτήσεων για λογαριασμό της NASA. 1969: Graphical User Interface (GUI) αναπτύσσεται από τη Xerox.

8 1981: H IBM αναπτύσσει τον προσωπικό υπολογιστή (PC) 1982: Tron και Star Trek τα πρώτα φιλμ με γραφικά υπολογιστών 1983: H Silicon Graphics αναπτύσσει το Iris 1000, το πρώτο σταθμό εργασίας με γεωμετρικό επεξεργαστή στο chip του. 1985: GKS το πρώτο πρότυπο γραφικών 1986: Κυκλοφορούν τα Χ-windows. 1986: Κυκλοφορούν τα MS-windows : www και jpeg/mpeg 1992: opengl 1995: Toy Story, η πρώτη ταινία εξολοκλήρου υλοποιημένη με γραφικά υπολογιστών

9 Διεπαφές χρήστη (User Interfaces) συνήθως υλοποιημένες με παραθυρικό περιβάλλον Παραστατική απόδοση πληροφορίας στις επιχειρήσεις, στην επιστήμη και στην τεχνολογία (2D, 3D γραφήματα, ιστογράμματα, πίτες) Μετασχηματισμός της κλασικής τυπογραφίας αλλά και οργάνωσης επιχειρήσεων Σχεδιασμός με τη βοήθεια Υπολογιστή (Computer Aided Design) σε μηχανολογικά / ηλεκτρικά συστήματα, κατασκευές, δίκτυα Προσομοίωση και δυναμική κίνηση (animation) για επιστημονική οπτικοποίηση αλλά και για ψυχαγωγία Τέχνες και εμπόριο Χαρτογραφία (επιστημονικός κλάδος της γεωγραφίας που περιλαμβάνει ένα σύνολο προσδιορισμένων μελετών που αφορούν απεικονίσεις επάνω σε επίπεδη ή σφαιρική επιφάνεια, σε σμίκρυνση, ενός τμήματος ή όλης της γήινης επιφάνειας για την σύνταξη και έκδοση χαρτών). Η εφαρμογή όλων αυτών των διεργασιών αποτελούν την έννοια της χαρτογράφησης

10 Οι περισσότερες εξελίξεις στο χώρο των Γραφικών προέκυψαν από τις ανάγκες Της κινηματογραφικής βιομηχανίας Των στρατιωτικών εφαρμογών Των εφαρμογών ευρείας κατανάλωσης (κυρίως παιχνίδια)

11 2Δ / 3Δ Γραφικά Η δημιουργία, ο χρωματισμός, η κίνηση, η αλληλεπίδραση και τελικά η απεικόνιση συνθετικών κόσμων και παραστάσεων σε μορφή ψηφιακής εικόνας

12 Εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality - VR) είναι η αίσθηση του να βρίσκεσαι «εκεί», μέσα στον ψηφιακό κόσμο που έχεις δημιουργήσει

13 Επαυξημένη πραγματικότητα (Augmented Reality - ΑR) είναι η προβολή και αλληλεπίδραση του πραγματικού κόσμου (φυσικό περιβάλλον) με τον εικονικό

14 Διαστάσεις των αντικειμένων (2Δ, 3Δ) και το είδος της εικόνας (Line Drawing, gray scale, color image, wire frame) Τύπος αλληλεπίδρασης και βαθμός ελέγχου στο αντικείμενο Offline σχεδίαση: υποστηρίζεται από μια κατάλληλη τράπεζα στοιχείων που προκύπτουν από ψηφιοποιημένα φυσικά μοντέλα Interactive plotting: για κάθε παράμετρο ενός αντικειμένου που αλλάζει ο χρήστης, αυτό ξανασχεδιάζεται Προκαθορισμένη κίνηση αντικειμένων ή κίνηση σε πραγματικό χρόνο από τον χειριστή Αλληλεπιδραστικός σχεδιασμός (interactive design) Ρόλος της εικόνας: αν αυτή είναι ο σκοπός ή το μέσο επίτευξης ενός σκοπού

15 Λογισμικό Μοντέλο εφαρμογής Πρόγραμμα εφαρμογής Σύστημα γραφικών I/O Hardware Περιέχει στιγμιότυπα των αντικειμένων / συγκεντρώνει όλη την πληροφορία Καθορίζει τη μορφή που θα πάρει στην έξοδο κάθε αντικείμενο αλλά και αλλάζει το μοντέλο ή τα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου με βάση την είσοδο του χρήστη Διαχειρίζεται την είσοδο (γεωμετρική και μορφολογική περιγραφή των αντικειμένων)

16 Συσκευές Εισόδου Για ανάγνωση εντολών από τον χρήστη Συσκευές Εξόδου Προβάλλουν τα γραφικά

17 Πληκτρολόγιο (keyboard) Δεικτικές Συσκευές (pointing devices) Σαρωτές Ειδώλων (Scanners) Ψηφιακές Φωτογραφικές Μηχανές/Κάμερες

18 CRT (Cathode-Ray Tubes) Εκτρoπείς yy Εκτρoπείς xx CCRT (Color Cathode-Ray Tubes) Εκτρoπείς yy Εκτρoπείς xx Α Πλεγματικές οθόνες σάρωσης (rasterscan displays) Ο ρυθμός ανανέωσης είναι συνήθως Hz

19 Πίνακας Πλάσματος (Plasma Panel) LCD Light-emitting diodes, LED Οθόνες υγρών κρυστάλλων (Liquid Crystal Display, LCD) Εκτυπωτές Σχεδιαστές

20 Ψηφιοποίηση Η ψηφιοποίηση πραγματικών αντικειμένων, χώρων και εικόνων, αποτελεί πολλές φορές το μοναδικό τρόπο να αποδοθούν τα απεικονιζόμενα θέματα με πιστότητα

21 Φωτογραφικές Μέθοδοι Με κατάλληλες τεχνικές από το χώρο της τεχνητής όρασης και των τριδιάστατων (3Δ) γραφικών μπορούν να δημιουργηθούν (με βάση φωτογραφικό υλικό): o Πανοράματα με πληροφορία βάθους (layered depth images, Lumigraph) o Αδρά μοντέλα πραγματικών αντικειμένων με πλήρη και λεπτομερή πληροφορία χρώματος Χρήσιμες τεχνικές για εφαρμογές VR/AR διότι: o Μικρό κόστος εξοπλισμού o Δεν απαιτούν μεγάλη ακρίβεια (οι εφαρμογές) o Πειστικό αποτέλεσμα

22 Φωτογραφικές Μέθοδοι REALVIZ ImageModeler: δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας 3Δ αντικειμένου με υφή από πολλαπλές φωτογραφίες που ελήφθησαν γύρω από το αντικείμενο.

23 3D Scanning Όταν η ακρίβεια αναπαράστασης των μορφών είναι σημαντικό θέμα (π.χ. στην ψηφιοποίηση μακετών), τότε συνήθως χρησιμοποιείται η τεχνολογία της τρισδιάστατης σάρωσης για καταγραφή 3Δ συντεταγμένων Η επικρατέστερη τεχνολογία είναι η σάρωση με προβολή δομημένων οπτικών μορφών (light-striping, structured light scanners) Υπάρχει δυνατότητα καταγραφής και της χρωματικής πληροφορίας του θέματος εκτός από τις συντεταγμένες 3Δ αντικείμενο πομπός κάμερα

24 3D Scanning - Light striping & structured light

25 3D Ψηφιοποιητές (3D digitizers) Σε περιπτώσεις όπου η οπτική ψηφιοποίηση δε δουλεύει (γυαλί, κοίλα αντικείμενα) ή δε συμφέρει, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και μηχανικός ψηφιοποιητής (touch probe)

26 Λογισμικό Σε όλες τις κατηγορίες συσκευών και τεχνικών εισόδου τρισδιάστατης πληροφορίας, απαιτείται ειδικό λογισμικό για: o Τη συγχώνευση δεδομένων o Δημιουργία επιφανειών από σύνολο σημείων o Συνδυασμό εικόνας και συντεταγμένων o Βελτιστοποίηση και καθαρισμό επιφανειών o Εξαγωγή τρισδιάστατων σχημάτων σε αρχεία

27

28 1. Στα ψηφιδωτά γραφικά γίνεται ψηφιοποίηση ανά κουκίδα (εικονοστοιχείο, pixel) H ανάλυση της εικόνας εξαρτάται αποκλειστικά από το μέγεθος των εικονοστοιχείων 2. Στα διανυσματικά γραφικά χρησιμοποιούνται σημεία, γραμμές και πολύγωνα στα οποία αποδίδονται περιγραφικά χαρακτηριστικά

29 Δημιουργούνται από Την ψηφιοποίηση εικόνων μέσω σαρωτή Τις ψηφιακές φωτογραφικές και εικονοληπτικές μηχανές Την σύλληψη εικόνων από τη οθόνη του υπολογιστή Την ψηφιοποίηση εικόνων βίντεο ή τηλεόρασης μέσω ειδικής κάρτας Τα προγράμματα δημιουργίας και επεξεργασίας χαρτογραφικής εικόνας όπως το Photoshop, το Paint Shop Pro, κλπ Χαρακτηρίζονται από Την ανάλυση (resolution) (72-100ppi), ( ppi), ( ppi) Το χρωματικό βάθος (color depth) (1bit->2 τιμές), (8bit->256 τιμές) Τη διάσταση (size) Μέγεθος αρχείου bitmap εικόνας = (αριθμός pixels) x (βάθος χρώματος) = [(ανάλυση x πλάτος) x (ανάλυση x ύψος)] x (βάθος χρώματος) = [(pixels κατά πλάτος) x (pixels κατά ύψος)] x (βάθος χρώματος) *ppi Pixels per inch

30 Δημιουργούνται από Την ψηφιοποίηση εικόνων μέσω σαρωτή Το Microsoft Office σαν αντικείμενα σχεδίασης και γραφικές παραστάσεις Τα προγράμματα δημιουργίας και επεξεργασίας διανυσματικής εικόνας όπως το Corel Draw, το Adobe Illustrator, κ.τ.λ. Αποτελούνται από αντικείμενα σχεδίασης (γραμμές, ορθογώνια, ελλείψεις ή τόξα) τα οποία βασίζονται σε ειδικά μαθηματικά μοντέλα

31 Πλεονεκτήματα Απλή δομή δεδομένων Συμβατά με δεδομένα τηλεπισκόπησης ή σάρωσης (scanned) Υπεροχή στην χωρική ανάλυση και μοντελοποίηση (ευκολία απεικόνισης πολύπλοκων αντικειμένων) Μειονεκτήματα Μεγάλες απαιτήσεις αποθηκευτικού χώρου (μνήμης) Η ποιότητα της οπτικοποίησης εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της ψηφίδας Οι μετασχηματισμοί από ένα σύστημα παρατήρησης σε άλλο είναι δύσκολες Είναι δυσκολότερη η ανάπτυξη τοπολογίας

32 Πλεονεκτήματα Μικρότερες απαιτήσεις αποθηκευτικού χώρου Εύκολη ανάπτυξη τοπολογίας Πολύ υψηλή ανάλυση Η οπτικοποίηση των δεδομένων είναι πλησιέστερη στην πραγματική κατάσταση Μειονεκτήματα Περίπλοκη δομή δεδομένων Μη συμβατή μορφή με τηλεπισκοπικά δεδομένα Ακριβά προγράμματα επεξεργασίας και ακριβός εξοπλισμός Σε μερικές περιπτώσεις η χωρική ανάλυση είναι δυσκολότερη Η χρήση επικαλυπτόμενων διανυσματικών χαρτών είναι δυσκολότερη στην επεξεργασία

33 Αποτελεί το βασικό μέσο εικαστικής δημιουργίας για συνθετικές ταινίες, εικόνες και διαδραστικές εφαρμογές (π.χ. παιχνίδια) Οι τεχνικές και η τεχνοτροπία σχεδίασης και απεικόνισης των 3D δεδομένων διαφέρουν ανάλογα με την εφαρμογή: o Κινηματογραφική Βιομηχανία: Φωτορεαλισμός και εντυπωσιακά εφέ, υψηλή ανάλυση γεωμετρικών μοντέλων o Διαδραστικές εφαρμογές και παιχνίδια: υπερβολικές μορφές, ελκυστικές απλές εικόνες και έμφαση στην απεικόνιση σε πραγματικό χρόνο

34 Για τη μοντελοποίηση στατικών και κινούμενων αντικειμένων που προορίζονται για εικόνα χαμηλής ευκρίνειας, τα βασικά δομικά στοιχεία είναι τα πολυγωνικά μοντέλα και οι παραμετρικές επιφάνειες Ειδικές τεχνικές δυναμικής διαμόρφωσης των τρισδιάστατων αντικειμένων έχουν επινοηθεί για: o Να ελαχιστοποιήσουν τους υπολογισμούς (=χρόνος) σχεδίασης o Να μην επηρεάζεται η ποιότητα της απεικονιζόμενης πληροφορίας

35 Μοντέλα Πολλαπλών Αναλύσεων Για να παραστήσουμε με ρεαλισμό πολύπλοκους χώρους, όπως πόλεις με ανθρώπους, δάση κλπ, απαιτείται να ενσωματώσουμε σε αυτούς λεπτομερή μοντέλα Γίνεται μεγάλη σπατάλη πόρων, διότι πολλά από αυτά τα μοντέλα φαίνονται από μακριά ή από συγκεκριμένες οπτικές γωνίες και δεν είναι αισθητή η λεπτομέρειά τους Άρα, γιατί να απεικονίζουμε λεπτομέρεια που δεν φαίνεται; Λύση Μοντέλα πολλαπλών αναλύσεων Αντικατάσταση γεωμετρικής πληροφορίας από απλή εικόνα/φωτογραφία

36 Επιλεκτική απεικόνιση διαδοχικά απλούστερων εκδόσεων του ίδιου αντικειμένου όσο αυτό απομακρύνεται από τον παρατηρητή Μικρότερη κάλυψη της εικόνας από το προβαλλόμενο αντικείμενο μικρότερη ανάλυση μοντέλου π.χ. 3 επίπεδα ανάλυσης

37 Δυναμικά Μοντέλα Πολλαπλών Αναλύσεων Ειδικά υπολογιστικά μοντέλα έχουν αναπτυχθεί για τον αυτόματο υποβιβασμό της ανάλυσης (ακόμα και τμημάτων) ενός μοντέλου Κύρια εφαρμογή η απεικόνιση γεωγραφικών περιοχών

38 Sprites* και Billboards Για επαναλαμβανόμενα πολύπλοκα αντικείμενα, πολλές φορές συμφέρει η αντικατάστασή τους από 2Δ εικόνες αυτών (billboards) *sprite = ανεξάρτητη, συνήθως επίπεδη 2Δ εικόνα που ενσωματώνεται σε μια μεγαλύτερη σκηνή. Συνήθως κάθε sprite έχει κανόνες που ορίζουν πώς μετακινείται στη σκηνή ή τι συμβαίνει αν συγκρουστεί με άλλα sprite ή στατικά αντικείμενα

39 Υποδιαιρούμενες Επιφάνειες (Subdivision Surfaces) Επιτρέπουν τη μοντελοποίηση και κίνηση σύνθετων επιφανειών μεγάλης ακριβείας επιδρώντας σε χαμηλότερης ανάλυσης εκδόσεις αυτών Χρησιμοποιούν πιο «αραιά» (τμηματικά γραμμικά) πολυγωνικά πλέγματα

40 Υποδιαιρούμενες Επιφάνειες (Subdivision Surfaces) Η μέθοδος της υποδιαίρεσης επιφανειών μπορεί να κάνει χρήση δύο τεχνικών: παρεμβολή ή προσέγγιση Παρεμβολή: οι κορυφές των πολυγώνων μένουν σταθερές Προσέγγιση: οι θέσεις των κορυφών προσαρμόζονται (πιο ομαλές επιφάνειες) Είδος πολυγώνων: τετράγωνα ή τρίγωνα επιφάνεια υποδιαίρεσης υποδιαίρεση κύβου

41 Μοντελοποίηση με Υφή (Fake Volumetric Textures) Χρήση πολλαπλών στρωμάτων από χρωματισμένες ημιδιαφανείς απλές επιφάνειες για προσομοίωση τυρβωδών επιφανειών (π.χ. γούνας)

42 Κλασικές Τεχνικές Παραδοσιακά, η κίνηση των χαρακτήρων στο 3Δ animation δανειζόταν την τεχνική της σταδιακής παραμόρφωσης (keyframed warping) που προέρχεται από την stop frame τεχνική για μινιατούρες του σινεμά: o Παράγονται διάφορες πόζες των μοντέλων και o Η κίνηση παρεμβάλλεται μεταξύ αυτών των καρέ-κλειδιών για ολόκληρα τα μοντέλα Εναλλακτικά, μπορούσε να οριστεί κίνηση με παραμετρικό - μαθηματικό τρόπο Οι παραπάνω τεχνικές χρησιμοποιούνται ευρύτατα και έχουν καθιερωθεί

43 Σκελετική Κίνηση Αντί σε κάθε καρέ κλειδί να κινούμε όλο το μοντέλο, το συνθέτουμε και το κινούμε σαν έναν οργανισμό: o Εμφυτεύουμε μια ιεραρχία από «οστά» μέσα στο μοντέλο o Συνδέουμε το μοντέλο με αυτά o Κινούμε μόνο τα οστά o Η κίνηση μεταδίδεται (με ανάλογα βάρη) στο κέλυφος των οστών, δηλαδή τη γεωμετρία του μοντέλου

44 Σκελετική Κίνηση Κερδίζουμε σε o Απλότητα και ελευθερία κίνησης o Όγκο δεδομένων Έχουμε δυνατότητα να καταγράψουμε την κίνηση των οστών (motion capture) από πραγματική κίνηση ανθρώπων και ζώων με κατάλληλους αισθητήρες Διαδεδομένη τεχνική για φυσική κίνηση ανθρωπόμορφων μοντέλων

45 Προσομοίωση Μεγάλο μέρος των μεθόδων κίνησης αφορούν στη σωστή προσομοίωση της κινητικής συμπεριφοράς αντικειμένων, χαρακτήρων και πληθυσμών: o Ανίχνευση και διαχείριση συγκρούσεων o Πλαστικές/ελαστικές παραμορφώσεις συστημάτων o Μυϊκή προσομοίωση και προσαρμογή μοντέλων o Προσομοίωση κινούμενου πλήθους o Προσαρμογή και κίνηση ρούχων o Μοντελοποίηση μαλλιών Ο κινηματογράφος και πάλι είναι αυτός που οδηγεί στις εξελίξεις και σε αυτό τον τομέα

46 Προσομοίωση Dreamworks Ice Age Dreamworks Antz

47 Απεικόνιση σε Πραγματικό Χρόνο (Real-time Rendering): Τεχνάσματα και υλοποιήσεις ειδικών αλγορίθμων σε hardware Φωτορεαλιστική Απόδοση: Πιστή προσομοίωση μοντέλων φωτισμού και κίνησης με υψηλό υπολογιστικό κόστος

48 Η πρόοδος των hardware γραφικών επιτρέπει σήμερα την εκτέλεση δαπανηρών υπολογισμών φωτισμού και χρωματισμού πολύπλοκων επιφανειών σε πολύ γρήγορους ρυθμούς Ως αποτέλεσμα, η ποιότητα των απεικονιζόμενων γραφικών που την προηγούμενη δεκαετία θεωρούνταν κινηματογραφική, να μπορεί να απεικονιστεί σε πραγματικό χρόνο σε έναν τυπικό προσωπικό υπολογιστή πια!

49

50 Τεχνολογία Hardware Η ολοένα αυξανόμενη λίστα δυνατοτήτων των σημερινών επιταχυντών γραφικών περιλαμβάνει: Υπολογισμούς σκίασης σε κάθε pixel που σχεδιάζεται Hardware γεωμετρικούς μετασχηματισμούς Morphing Σκελετική κίνηση χαρακτήρων Πολλαπλά περάσματα χρώματος (lightmaps, detail textures) Μεγάλο δυναμικό εύρος παλέτας ( bits χρώμα) Απεικόνιση ανάγλυφου Εξομάλυνση επιφανειών και γραμμών Έξυπνη απόκρυψη περιττών επιφανειών Προγραμματιζόμενα εφέ

51 Τεχνολογία Software Παράλληλα με την εξέλιξη του υλικού, το λογισμικό απεικόνισης (κυρίως σε παιχνίδια) έχει εξελιχθεί ώστε να παρέχει εργαλεία για: Σκιές σε πραγματικό χρόνο Δυναμικό φωτισμό Ιεραρχική δόμηση και κίνηση σκηνικών (κόσμων) Απλοποίηση σκηνικών Εφέ φωτισμού Απλοποιημένη οντολογική διαχείριση των αντικειμένων Προγραμματιζόμενη σκίαση (Direct3D, OpenGL)

52 Τεχνολογία Software ID software Doom III screenshots

53 Ορισμός: είναι η τρισδιάστατη αναπαράσταση σχεδιαστικών αντικειμένων με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή, με πιστή αναπαράσταση των υλικών, των χρωμάτων και του φωτισμού βάσει των δισδιάστατων σχεδίων του αντικειμένου Γεφυρώνει με την πραγματικότητα Ακριβής απόδοση φυσικού φωτισμού (skylight models, photon maps) Προσαρμογή θέσης κάμερας συνθετικού κόσμου στην πραγματική σκηνή του φιλμ (camera tracking) Προσαρμογή δυναμικού εύρους και εξισορρόπηση χρωμάτων συνθετικής εικόνας σε πραγματική φωτογραφία Επίδραση του φωτισμού του πραγματικού σκηνικού στο τεχνητό (δυναμικά light maps & environment maps)

54 Mattes Color calibration Camera tracking Photon maps Deep shadows Layered textures The Mummy

55 Εισαγωγή και Ψηφιακές Τεχνολογίες Συνθετικής Εικόνας Σχεδίαση Βασικών Σχημάτων σε Ψηφιδωτά (Πλεγματικά) Γραφικά Αλγόριθμοι Αποκοπής / Προβολές και Μετασχηματισμοί Παρατήρησης Αλγόριθμοι Απόκρυψης Χρώμα, Φωτισμός, Σκιάσεις Απεικόνιση Υφής Τεχνικές Επιτάχυνσης

56 Παρατήρηση από το σημείο Α Κανονική (κάθετη) παρατήρηση Εικόνα όπως φαίνεται Παρατήρηση από το σημείο Β Εικόνα όπως φαίνεται

57 Γεωμετρικό μοντέλο Υφή Ανάγλυφο Φωτισμός

58