Введение
Глава 1. Методы автоматизации задания объектов цифровой модели сцены 37
1.1. Автоматизация задания геометрии сцены 37
1.1.1. Конвертация геометрии из распространенных САПР форматов 37
1.1.2. Интеграция c системами автоматизированного проектирования 39
1.1.3. Интеграция с 3DS Max 42
1.1.4. Интеграция с CATIA 45
1.1.5. Результаты 49
1.2. Автоматизация задания источников освещения 49
1.2.1. Спецификация источников света 50
1.2.2. Измерение источников и построение их моделей 53
1.2.3. Поддержка распространенных форматов 56
1.2.4. Результаты 60
1.3. Освещение, задаваемое изображением 61
1.3.1. Изображение с большим диапазоном яркостей 61
1.3.2. Создание карт освещения 64
1.3.3. Обработка ярких источников света в карте освещения 68
1.3.4. Анализ карт освещения 69
1.3.5. Пути компенсации некорректностей карт освещения 73
1.3.6. Результаты 77
1.4. Автоматизация задания фонового изображения 78
1.4.1. Технология фотомонтажа 80
1.4.2. Использование карт освещения в качестве фона 83
1.4.3. Результаты 89
1.5. Выводы 90
Глава 2. Методы автоматизации задания оптических характеристик объектов и поверхностей сцены 93
2.1. Измерительный комплекс для определения светорассеивающих свойств поверхности 96
2.1.1. Описание комплекса для измерения ДФО/ДФП светорассеивающих свойств поверхностей 100
2.1.2. Программная часть комплекса измерений 107
2.1.3. Сравнение с существующими измерительными комплексами 111
2.1.4. Примеры использования 115
2.1.5. Результаты 119
2.2. Моделирование светорассеивающих свойств поверхности ткани 120
2.2.1. Характеристики текстильных нитей 122
2.2.2. Расчет оптических свойств нити 123
2.2.3. Расчет ДФО ткани 130
2.2.4. Краткое описание механизма верификации подхода 131
2.2.5. Сравнение рассчитанных и измеренных данных 133
2.2.6. Результаты 137
2.3. Выводы 137
3. Методы автоматизации задания светоотражающих свойств оптически сложных покрытий 139
3.1. Вычисление оптических свойств многослойных красок 140
3.1.1. Существующие решения 140
3.1.2. Расчет оптических свойств многослойной краски 142
3.1.3. Структура программного комплекса интерактивного моделирования красок 146
3.1.4. Опыт моделирования реальных автомобильных красок 149
3.1.5. Результаты 154
3.2. Моделирование ДФО поверхности, покрытой красящим слоем с высокой концентрацией частиц 155
3.2.1. Постановка задачи моделирования красящего слоя с высокой концентрацией частиц 156
3.2.2. Генерация геометрии красящего слоя 159
3.2.3. Решение задачи дифракции 164
3.2.4. ДФО красящего слоя, расположенного на Ламбертовской подложке 166
3.2.5. Структура программного комплекса расчета красящего слоя с высокой концентрацией пигмента 167
3.2.6. Примеры моделирования чернил 170
3.2.7. Результаты 177
3.3. Выводы 178
Глава 4. Повышение производительности генерации реалистичных изображений 180
4.1. Использование графических ускорителей 182
4.1.1. Реалистичная визуализация в реальном времени с применением OpenGL 182
4.1.2. Визуализация результатов моделирования освещенности 184
4.1.3. Оптимизация качества текстур 188
4.1.4. Результаты 191
4.2. Реалистичная визуализация когерентной трассировкой лучей 192
4.2.1. Архитектура базовой системы визуализации 195
4.2.2. Когерентная трассировка лучей 196
4.2.3. Оптические свойства материалов и ДФО 199
4.2.4. Источники света 203
4.2.5. Оператор сжатия динамического диапазона яркости 204
4.2.6. Результаты 205
4.3. Длительная генерация изображения 207
4.3.1. Интернет-приложение построения реалистичного изображения 207
4.3.2. Методы достижения приемлемого времени отклика 211
4.3.3. Генерация реалистичного изображения в фоновом режиме 216
4.3.4. Прогнозирование времени расчета, необходимого для достижения заданной точности вычислений 220
4.3.5. Результаты 224
4.4. Выводы 225
Заключение 227
Список литературы 228
Список используемых аббревиатур 247
