Разработка методов и технологии обработки трехмерных изображений с применением шейдерной графики

• Автор: Буй Тхе Чуен
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАФИКИ

1.1 ВВЕДЕНИЕ.

1.1.1 АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ФОРМ В ИНТЕРНЕТ.

1.1.2 ИНТЕРАКТИВНАЯ 2 АНИМАЦИЯ .

1.1.3 ТЕХНОЛОГИИ V, X3

1.2 ОСОБЕННОСТИ V, X3.

1.2.1 ВОЗМОЖНОСТИ ОПИСАНИЯ СЛОЖНЫХ ФОРМ

1.2.2 ИНТЕРАКТИВНОСТЬ

1.3 АВТОМАТИЗАЦИЯ СОЗДАНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ СЦЕН

ГЛАВ А 2 ШЕЙДЕРНАЯ ГРАФИКА ЯЗЫК
ВВЕДЕНИЕ
2.1 ВЕРШИННЫЙ ШЕЙДЕР VX
2.2 ПИКСЕЛЬНЫЙ ШЕЙДЕР IX
2.3 ВЫСОКОУРОВНЕВЫЙ ШЕЙДЕРНЫЙ ЯЗЫК
2.3.1 ЯЗЫК ВЫСОКОГО УРОВНЯ ДЛЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ШЕЙДЕРОВ I V I
2.3.2 I .
ГЛАВА 3 СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ГЕНЕРАЦИИ ТРЕХМЕРНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШЕЙДЕРНОЙ ГРАФИКИ.
ВВЕДЕНИЕ
3.1 ОПИСАНИЕ ШАБЛОНОВ И ТЕКСТУР.
3.1.1 ШАБЛОНЫ
3.1.2 ТЕКСТУРЫ
3.2 ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС СИСТЕМЫ.
3.3 СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ
3.4 ОГРАНИЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОСТИ ЭФФЕКТОВ И ШАБЛОНОВ СЦЕН.
3.5 ОРГАНИЗАЦИЯ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ СИСТЕМЫ
3.6 МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В работе рассматриваются основные существующие форматы представления фотореалистичных динамических изображений в сети Интернет и делается вывод о перспективности представления эффектов освещенности, прозрачности, текстурирования, а также анимационных эффектов в процедурной форме на языке шейдерной графики. Шейдером (англ. При обработке списка вершин полигонов выполняются так называемые вершинные шейдеры, при обработке пикселей изображения - пиксельные. Вершинные шейдеры наиболее удобны для задания анимационных эффектов и вычисления параметров освещенности в вершинах, пиксельные - для создания атмосферных эффектов, для использования усложненных моделей расчета освещения. Появившиеся за последние годы шейдерные языки высокого уровня (HLSL [1]-High Level Shader Language для DirectX фирмы Microsoft, GLSL для OpenGL. CG -фирмы NVidia) существенно упростили процесс программирования графических процессоров, сделав доступным использование управляющих конструкций и функций, сходных с имеющимися в обычных универсальных языках программирования, таких как С или Ctt. Основным преимуществом использования шейдерной графики при передаче изображений по сети Интернет является компактность процедурного описания анимационных и изобразительных эффектов по сравнению с передачей растровых изображений (даже в сжатом состоянии). Очевидным недостатком такого представления является необходимость наличия на клиентском компьютере (т. Однако, следует заметить, что шейдерная технология в компьютерной графике успешно развивается, о чем свидетельствует появление уже третьего поколения графических процессоров, поддерживающих шейдеры и то, что поддержка шейдеров стала фактическим стандартом для современных графических карт. Конечно, передача изобразительных и анимационных эффектов в шейдерном виде ориентирована, в первую очередь, на сцены, сгенерированные компьютерами, например, на компьютерную визуализацию результатов научных исследований или изображения виртуальных миров. Возможность передачи шейдерных программ в Интернет наряду с координатами вершин полигональной сетки и другой информацией предусмотрена в стандарте ХЗВ (www. УЯМЬ. Диссертация состоит из трех разделов. Первый раздел посвящен анализу современных способов представления трехмерной динамической графики. Рассмотрена задача передачи динамических изображений но сети Интернет для различных типов математических описаний трехмерных сцен. Во втором разделе рассматривается возможность использования современных языков и систем программирования графических процессоров для компактного представления анимационных и графических эффектов, обеспечивающих наглядность и реалистичность изображений. В третьем разделе рассматривается предложенная автором диссертационного исследования система генерации трехмерных динамических изображений, использующих шейдерную графику. ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРАФИКИ. ВВЕДЕНИЕ. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ РЕДСТАВЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНЫХ ФОРМ В ИНТЕРНЕТ. Использование трехмерных фотореалистичных динамических моделей в Интернет-приложениях актуально для многих областей современных информационных технологий, в частности, для визуализации моделей изделий, технологических процессов в системах автоматизированного конструирования и технологической подготовки производства, для наглядного иллюстрирования материала в системах дистанционного обучения, для компьютерных игр. Основная возникающая при этом проблема заключается в большом информационном объеме описаний фотореалистичных ани-мированшлх трехмерных сцен, что приводит к большим затратам времени на транспортировку изображений по каналам связи. Увеличение быстродействия и совершенствование архитектуры современных графических процессоров, в сочетании с развитием каналов передачи данных в сети Интернет, создают технические предпосылки для решения этой задачи. Математическая модель такой сцены представляет собой текст на некотором формальном языке, интерпретируемый и отображаемый на компьютере клиента. X3D. Пример 3D сцен. Mbh_Cuu ©Л kiem 1 i