Реалистическое моделирование изображений освещения трехмерных сцен на экране ЭВМ

• Автор: Петровичев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил

Содержание
Введение

1. Математические методы и алгоритмы моделирования

светоцветовой среды

1.1. Принципы моделирования реалистических изображений на экране дисплея ЭВМ

1.2. Уравнение глобального освещения

1.3. Методы решения уравнения глобального освещения

1.4. Качество изображения трехмерной сцены на экране дисплея ЭВМ

Выводы по первому разделу:

2. Принципы построения математической модели отображения

реальных сцен на мониторах

2.1. Основы визуальных исследований воспроизведения цвета
2.2. Принципы построения равноконтрастных цветовых систем
2 . 3 . Экспериментальное исследование условий
реалистического воспроизведения цвета в трехмерных сценах на экране дисплея ЭВМ
Выводы по второму разделу:
3. Алгоритмы моделирования цвета в трехмерных сценах

3.1. Математическая модель воспроизведения светоцветовой
среды
3.2.Реализация математической модели на ЭВМ
3.3.Оценка точности и границ применимости
математической модели
3.4. Дополнительные применения алгоритма реалистического
моделирования освещения ЗМ сцен
Выводы по третьему разделу:
4. Заключение
Список литературы

Введение
В настоящее время компьютер является неотъемлемым инструментом моделирования изображений не только в
светотехнике, но и при исследованиях атмосферы, океана, свечения плазмы, в медицине и многих других областях [1] . При обработке на компьютере информации, связанной с изображением можно выделить три задачи:
1.Определение объекта по имеющемуся изображению -компьютерное (машинное) зрение;
2.Улучшение изображения для его дальнейшего анализа -обработка изображений;
3.Создание изображения объекта по математической
модели его описания - компьютерная графика.
В данной работе рассматривается последняя задача -компьютерная графика. Требования к качеству изображения драматично развивались за неполные тридцать лет компьютерной графики: первые исследователи были счастливы
представить хоть что-то как изображение, в то время как сейчас усилия направлены на реалистический синтез
изображения [2]. Трудно сразу дать точное определение реалистического изображения, однако в первом приближении для этого необходима фотографическая точность воссоздания

Щг,1) = Х_(г,1)+-к(г„1,Жг5,І. -^г,1')И.,1,)Ір(г;1,Г)|(К/1')ИЛ‘Я' • (1-33)
7Г ■’
Уравнение (1.33) является искомым уравнением глобального освещения в объеме мутной среды.
В случае прозрачной среды (б=0) функция Грина хорошо известна
/(г,, 1, -> г, 1') = 5(1'-1,)8(Г|г-г,|- (г-г„))0(г, г=) , (1.34)
где @(г,г8) - функция видимости точки г§ из точки г.
В соответствии с (1.33), используя свойства 5-функции, получим
ІДгануг.П + І [4(г,Ло)р(г;1о,1)1-(^)!1(^-)І0(г,г,)Ад
"да (г-1-,) (1.35)
зІг(і1) + Щ,,(г,1),

где Ь——, М - оператор многократных пере отражений, что и
1Г"Гз|
является уравнением визуализации Ка^уа [7] .
Яркость поверхности Ь8 является суммой яркости Ьц источников и многократно переотраженного Ь от границы Е излучения
4=4+1, (1.36)
что при подстановке в операторную форму (1.35) приводит к уравнению
Ь = ШЬ+Ш, (1.37)