math. Zeichenkorrektur
This commit is contained in:
		
							parent
							
								
									c125604a5b
								
							
						
					
					
						commit
						41ef7a9dc4
					
				| @ -1125,18 +1125,18 @@ Zunächst ideal diffus remittierende weiße Flächen $(\beta(\lambda) = 1)$: | |||||||
| - in der Computergrafik wird meist eine vereinfachte Variante gewählt um Rechenzeit zu sparen | - in der Computergrafik wird meist eine vereinfachte Variante gewählt um Rechenzeit zu sparen | ||||||
| - erstmals 1965 definiert (Fred Nicodemus): $\f_r(\omega_i, \omega_r)=\frac{dL_r(\omega_r)}{dE_i(\omega_i)}=\frac{dL_r(\omega_r)}{L_i(\omega_i)\cos(\theta_i)d\omega_i}$ | - erstmals 1965 definiert (Fred Nicodemus): $\f_r(\omega_i, \omega_r)=\frac{dL_r(\omega_r)}{dE_i(\omega_i)}=\frac{dL_r(\omega_r)}{L_i(\omega_i)\cos(\theta_i)d\omega_i}$ | ||||||
| - Eine BRDF beschreibt wie eine gegebene Oberfläche Licht reflektiert. | - Eine BRDF beschreibt wie eine gegebene Oberfläche Licht reflektiert. | ||||||
| - Das Verhältnis von reflektierter Strahldichte (radiance) $L_r$ in eine Richtung $\vec{ω}_r$ zur einfallenden Bestrahlungsstärke (irradiance) $E_i$ aus einer Richtung $\vec{ω}_i$ wird "bidirectional reflectance distribution function"(BRDF) genannt. | - Das Verhältnis von reflektierter Strahldichte (radiance) $L_r$ in eine Richtung $\vec{\omega}_r$ zur einfallenden Bestrahlungsstärke (irradiance) $E_i$ aus einer Richtung $\vec{\omega}_i$ wird "bidirectional reflectance distribution function"(BRDF) genannt. | ||||||
|   - $p(\lambda)=\frac{L_r}{E_i}=[\frac{1}{sr}]$ |   - $p(\lambda)=\frac{L_r}{E_i}=[\frac{1}{sr}]$ | ||||||
| - Die BRDF (für jeden Punkt x) ist eine 5-dimensionale skalare Funktion: $p(\lambda, \phi_e, \theta_e, \phi_i, \theta_i)$ | - Die BRDF (für jeden Punkt x) ist eine 5-dimensionale skalare Funktion: $p(\lambda, \phi_e, \theta_e, \phi_i, \theta_i)$ | ||||||
| - Keine Energie-Einheiten, nur Verhältniszahl! | - Keine Energie-Einheiten, nur Verhältniszahl! | ||||||
| - Kann durch Messung für verschiedene Materialien bestimmt werden (Messkamera/Normbeleuchtung) | - Kann durch Messung für verschiedene Materialien bestimmt werden (Messkamera/Normbeleuchtung) | ||||||
| - Eigenschaften der BRDF: | - Eigenschaften der BRDF: | ||||||
|   - Reziprozität: $ρ(\lambda)$ ändert sich nicht, wenn Einfalls- und Ausfallsrichtung vertauscht werden (wichtig für Ray-Tracing). |   - Reziprozität: $\roh(\lambda)$ ändert sich nicht, wenn Einfalls- und Ausfallsrichtung vertauscht werden (wichtig für Ray-Tracing). | ||||||
|   - $ρ(\lambda)$ kann anisotrop sein, d.h. der Anteil des reflektierten Lichtes ändert sich, wenn bei gleicher Einfalls- undAusfallsrichtung die Fläche um die Normale gedreht wird (Textilien, gebürstete Metalle, Metalleffektlacke) |   - $\roh(\lambda)$ kann anisotrop sein, d.h. der Anteil des reflektierten Lichtes ändert sich, wenn bei gleicher Einfalls- undAusfallsrichtung die Fläche um die Normale gedreht wird (Textilien, gebürstete Metalle, Metalleffektlacke) | ||||||
|   - Superposition gilt, d.h. mehrere Quellen überlagern sich linear. |   - Superposition gilt, d.h. mehrere Quellen überlagern sich linear. | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| Es ist in der Computergrafik üblich, die bidirektionale Reflektivität als Gemisch von ambienten, diffusen und spekularen Komponenten $ρ_d, ρ_s$ aufzufassen und | Es ist in der Computergrafik üblich, die bidirektionale Reflektivität als Gemisch von ambienten, diffusen und spekularen Komponenten $\roh_d, \roh_s$ aufzufassen und | ||||||
| einen ambienten Anteil $ρ_a$ zu addieren. Für eine Menge Q von Lichtquellen berechnen wir damit die gesamte reflektierte Strahlstärke: $L_r=p_a*E_a+\sum_{1\leq j \leq Q} E_j * (k_d*p_d + k_s*p_s)$ mit $k_d+k_s=1$ und Q= Anzahl der Lichtquellen | einen ambienten Anteil $\roh_a$ zu addieren. Für eine Menge Q von Lichtquellen berechnen wir damit die gesamte reflektierte Strahlstärke: $L_r=p_a*E_a+\sum_{1\leq j \leq Q} E_j * (k_d*p_d + k_s*p_s)$ mit $k_d+k_s=1$ und Q= Anzahl der Lichtquellen | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| ### Rendering-Equation | ### Rendering-Equation | ||||||
| Für ambiente und gerichtete Lichtquellen aus der Hemisphäre ergibt sich eine spezielle Form der BRDF, die Render-Gleichung (Jim Kajiya 1986): | Für ambiente und gerichtete Lichtquellen aus der Hemisphäre ergibt sich eine spezielle Form der BRDF, die Render-Gleichung (Jim Kajiya 1986): | ||||||
| @ -1346,7 +1346,7 @@ Gleichnis: Der Algorithmus arbeitet wie ein Maler, der zuerst den Hintergrund un | |||||||
| - Die Teilpolygone sollten dabei möglichst nicht größer sein als der Tiefenunterschied, damit sie in jeder Situation eindeutig sortiert werden können! | - Die Teilpolygone sollten dabei möglichst nicht größer sein als der Tiefenunterschied, damit sie in jeder Situation eindeutig sortiert werden können! | ||||||
| - Die 6 Teilpolygone können mittels Painter‘s Algorithmus korrekt sortiert und dargestellt werden | - Die 6 Teilpolygone können mittels Painter‘s Algorithmus korrekt sortiert und dargestellt werden | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| Anwendungsbereiche des Painter ́s Algorithmus / Depth-Sort Algorithmus: | Anwendungsbereiche des Painter's Algorithmus / Depth-Sort Algorithmus: | ||||||
| - Einfache Szenen, kleine Objekte, die sich in den z-Werten hinreichend unterscheiden. | - Einfache Szenen, kleine Objekte, die sich in den z-Werten hinreichend unterscheiden. | ||||||
| - Dort, wo keine Hardware-Unterstützung für 3D-Rendering angeboten wird (begrenzter Speicher, keine Z-Buffer Unterstützung). | - Dort, wo keine Hardware-Unterstützung für 3D-Rendering angeboten wird (begrenzter Speicher, keine Z-Buffer Unterstützung). | ||||||
| - Viele 2D-Grafiksystem bieten bereits Polygonfüllverfahren an. | - Viele 2D-Grafiksystem bieten bereits Polygonfüllverfahren an. | ||||||
| @ -1569,7 +1569,7 @@ Für Flächen, die klein im Verhältnis zu ihrem Abstand sind, ergibt sich eine | |||||||
| $$F_{sr}=A_S \frac{\cos(\theta_s)*cos(\theta_r)}{\pi*r^2}*H_{sr}$$ | $$F_{sr}=A_S \frac{\cos(\theta_s)*cos(\theta_r)}{\pi*r^2}*H_{sr}$$ | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| Bei dicht benachbarten Flächen gelten die obigen, vereinfachenden Annahmen u.U. nicht mehr. Es müsste exakt gerechnet oder in diesen Bereichen feiner untergliedert werden.  | Bei dicht benachbarten Flächen gelten die obigen, vereinfachenden Annahmen u.U. nicht mehr. Es müsste exakt gerechnet oder in diesen Bereichen feiner untergliedert werden.  | ||||||
| Wird statt $\beta8\lambdaβ$ vereinfachend ein konstanter Remissionsfaktor R (R diff im monochromatischen Fall oder $R_{diff R}, R_{diffG}, R_{diffB}$ für die drei typischen Farbkanäle) eingeführt, so ergibt sich zwischen der Strahldichte $L_r$ der bestrahlten Fläche und der Strahldichte $L_s$ der bestrahlenden Fläche der folgende Zusammenhang: $L_r=R_r*F_sr*L_s$ | Wird statt $\beta \lambda \beta$ vereinfachend ein konstanter Remissionsfaktor R (R diff im monochromatischen Fall oder $R_{diff R}, R_{diffG}, R_{diffB}$ für die drei typischen Farbkanäle) eingeführt, so ergibt sich zwischen der Strahldichte $L_r$ der bestrahlten Fläche und der Strahldichte $L_s$ der bestrahlenden Fläche der folgende Zusammenhang: $L_r=R_r*F_sr*L_s$ | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| Jedes Patch wird nun als opaker Lambertscher (d.h. ideal diffuser) Emitter und Reflektor betrachtet (d.h. alle Lichtquellen werden genauso wie einfache remittierende Flächen behandelt, allerdings mit emittierendem Strahldichte-Term $L_{emr}$). $L_r=L_{emr}+R_r*\sum_S F_{sr}*L_s$ | Jedes Patch wird nun als opaker Lambertscher (d.h. ideal diffuser) Emitter und Reflektor betrachtet (d.h. alle Lichtquellen werden genauso wie einfache remittierende Flächen behandelt, allerdings mit emittierendem Strahldichte-Term $L_{emr}$). $L_r=L_{emr}+R_r*\sum_S F_{sr}*L_s$ | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| @ -2249,7 +2249,7 @@ Achtung! Reihenfolge ist wichtig: Wenn man zuerst sampelt und dann das Zielbild | |||||||
| ## Rekonstruktionsfilter | ## Rekonstruktionsfilter | ||||||
| Die oben beschriebene Filterung im Frequenzraum erfordert eine Fouriertransformation des Bildes in den Frequenzraum. Nach Eliminierung der hohen Frequenzen ist die Rücktransformation erforderlich. Dies ist noch sehr aufwendig! | Die oben beschriebene Filterung im Frequenzraum erfordert eine Fouriertransformation des Bildes in den Frequenzraum. Nach Eliminierung der hohen Frequenzen ist die Rücktransformation erforderlich. Dies ist noch sehr aufwendig! | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
| Das selbe Ergebnis können wir einfacher erreichen, indem wir die Filterfunktion vom Frequenzraum ı́n den Ortsraum transformieren (durch eine inverse Fouriertransformation) und dann direkt im Ortsraum anwenden: | Das selbe Ergebnis können wir einfacher erreichen, indem wir die Filterfunktion vom Frequenzraum in den Ortsraum transformieren (durch eine inverse Fouriertransformation) und dann direkt im Ortsraum anwenden: | ||||||
| - Box-Filter = ideales Tiefpass-Filter in Frequenzraum; eliminiert alle Frequenzen oberhalb | - Box-Filter = ideales Tiefpass-Filter in Frequenzraum; eliminiert alle Frequenzen oberhalb | ||||||
| - Boxfilter im FR = sinc-Funktion im Ortsraum (Fouriertransformierte der Rechtecksf.) $sinc(x)=\frac{sin(x)}{x}$ | - Boxfilter im FR = sinc-Funktion im Ortsraum (Fouriertransformierte der Rechtecksf.) $sinc(x)=\frac{sin(x)}{x}$ | ||||||
| 
 | 
 | ||||||
|  | |||||||
		Loading…
	
		Reference in New Issue
	
	Block a user