Skip to main content

მეტროპოლისის სინათლის ტრანსპორტირება

Metropolis Light Transport

        1997 წელს ერიკ ვიჩმა(Eric Veach) თავის სადოქტორო ნაშრომში წარმოადგინა რენდერის განტოლების ამოხსნის ახალი მეთოდი "მეტროპოლისის სინათლის ტრანსპორტირება"(MLT). როგორც სახელწოდებიდან ჩანს მეთოდი დაფუძნებულია მეტროპოლისის ალგორითმზე, რომელიც თავისმხრივ არის მარკოვის ჯაჭვებზე დაფუძნებული მონტე-კარლოს ინტეგრირების მეთოდი და რომელიც შეიქმნა 50-იან წლებში, თუმცა გრაფიკაში ამ დრომდე მისი გამოყენება არ მომხდარა.
        მეტროპოლისის მეთოდის მთავარი იდეა მდგომარეობს იმაში, რომ მას შემდეგ რაც მოხდება სინათლის გადამტანი გზის(გზა რომელიც აერთებს განათებას სენსორთან) პოვნა, მეთოდი არსებული გზის მუტაციის გზით იღებს მსგავს გზებს, რომელთა მიღების ფასიც ბევრად დაბალია. გზების ორმხრივი მიდევნების მეთოდისგან განსხვავებით ის ბევრად უფრო ადვილად უმკლავდება SDS(სპეკულარული->დიფუზიური->სპეკულარული) გზებს, მწველ სხივებს(caustics). თავად ვიჩი აღნიშნავს მის ნაშრომში, რომ პირდაპირი განათების დათვლისთვის ალტერნატიული მეთოდები ჯობნის მეტროპოლისს, რის გამოც მისი გამოყენება რეკომენდირებულია ირიბი განათების დასათვლელად.
სურათზე ნაჩვენებია წყლით სავსე აუზი, სადაც კარგად ჩანს თუ როგორ უმკლავდება SDS გზებს MLT. სურათი დარენდერებულია Arion v2.5.0-ში.

        მეტროპოლისის მეთოდს შეუძლია მოგვცეს არსებული განაწილების პროპორციული განაწილება(თუმცა არა ტოლი), რის გამოც ნორმალიზაციის კოეფიციენტის დადგენა ხდება საჭირო. ამიტომ რენდერის პროცესს ყოფენ 2 ნაწილად. პირველ ჯერზე ხდება სხვა რომელიმე მეთოდის გამოყენება, შერჩევების დაბალი რაოდენომით, რათა მოხდეს საწყისი გზების და ნორმალიზების კოეფიციენტის დადგენა, ხოლო შემდგომ ეტაპზე უკვე MLT-ს საშუალებით ხდება საწყისი გზების მუტაცია რაც გვაძლევს საბოლოო გამოსახულების პროპორციულ გამოსახულებას, რის შემდეგაც ნორმალიზაციის კოეფიციენტზე გადამრავლებით ვიღებთ საბოლოო გამოსახულებას. თუმცა თუ ნორმალიზაციის კოეფიციენტის დადგენისას პირველ სტადიაზე აღებული შერჩევების რაოდენობა არაა საკმარისი, მივიღებთ ცდომილებას და საბოლოო გამოსახულება იქნება შესადარებელზე ოდნავ უფრო განათებულ ან ჩაბნელებული. ერთი სურათის შემთხვევაში ეს პრობლემა თითქმის არაა შესამჩნევი, თუმცა შეიძლება თავი იჩინოს ანიმაციის დროს.
        MLT-ს ბევრი დადებითი თვისების მიუხედავად ბევრ რენდერერს მისი მხარდაჭერა არ აქვს. ამის მთავარი მიზეზი, მეთოდის სირთულე და სწორი იმპლემენტაციის პრობლემა გახლავთ.
Labels:

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

CPU GPU და ჰიბრიდული რენდერერები

წყარო         დღემდე აქტუალურია თემა CPU რენდერერი ჯობია თუ GPU . იმისათვის რომ ამ კითხვას მეტნაკლებად ამომწურავი პასუხი გავცეთ განვიხილოთ რენდერერის სტრუქტურა და მოცემულ პლათფორმებზე იპმლემენტაციასთან დაკავშირებული პრობლემები. რენდერერი შედგება რამოდენიმე დიდი კომპონენტისგან როგორიცაა ხილვადობის ამოცანა შეფერადება ინტეგრატორები ფუნქციონალი ხილვადობის ამოცანა         ხილვადობის ამოცანა ერთერთი ყველაზე რთულია გამოთვლითი რესურსის კუთხით. გარდა იმისა, რომ სხივის გეომეტრიასთან თანაკვეთის დათვლას საკმაოდ დიდი დრო ჭირდება, ასევე საჭიროა ამაჩქარებელ სტრუქტურების განახლება კადრიდან კადრზე დინამიური სცენებისათვის. კარგი ისაა, რომ რენდერერის ეს ნაწილი საკმაოდ ადვილად ენკაპსულირებადია და შესაბამისად გვხვდება ბიბლიოთეკები მაგალითად embree(intel), fireRays(AMD), OptiX prime(nvidia), ... რომლებიც ამ ამოცანას საკმაოდ ეფექტურად ხსნიან და რენდერერებშიც მეტნაკლებად ადვილად ინტეგრირდებიან.  სხივების მიდევნების პროცესში ძალიან მნიშვნელოვანია მსგავსი გამოთვლების ლოკალიზება და არსებული SIMD
Post a Comment
Read more

სინათლის ხილული სპექტრი და სხივის თვისებები

Visible Spectrum სურათზე ნაჩვენებია პრიზმაში გამავალი თეთრი სხივის სპექტრულად გაშლის პროცესი.         სინათლე წარმოადგენს ელექტრომაგნიტურ ტალღას, რომელსაც როგორც ყველა ელექტრომაგნიტურ ტალღას გააჩნია რამოდენიმე მნიშვნელოვანი მახასიათებელი. ერთერთი მნიშვნელოვანი მახასიათებელი არის ტალღის სიგრძე, რომელიც განსაზღვრავს სხივის სპექტრულ ფერს. ელექტრომაგნიტური ტალღები ბუნებაში და თანამედროვე სამყაროში მრავლად გვხვდები. სხვადასხვა ტალთის სიგრძის(სიხშირის) ტალღებს იყენებენ როგორც საყოფაცხოვრებო(რადიო, მობილური ტელეფონი) დანიშნულების, ასევე სამედიცინო(რენდგენის სხივები) და სამხედრო(რადარები) მოწყობილობებში. ადამიანის თვალისთვის ხილული სინათლის ელექტრომაგნიტური ტალღების ტალღის სიგრძე იწყება დაახლოებით 400 ნანომეტრიდან და მთავრდება 700 ნანომეტრზე. ამ დიაპაზონს ქვემოთ ექცევა ულტრაიისფერი ტალღები და დიაპაზონს ზემოთ ექცევა ინფრაწითელი, რომელსაც ადამიანის თვალი ვერ აღიქვამს(იხილეთ ქვემოთ მოცემული სურათი). სინათლის თეთრი სხივი შედგება სხვადასხვა სიხშირის ტალღების ერთობლიობისგან.        
Post a Comment
Read more

ფერების RGB მოდელი

RGB Color Model         ფერების RGB მოდელი წარმოადგენს ისეთ მოდელს რომელშიც სამი ძრირითადი ფერის წითელი, მწვანე და ლურჯის საშუალებით მიიღება ფერების ფართო სპექტრი. მისი დასახელებაც მოდის სწორედ ძირითადი ფერების ინგლისური სახელწოდების ინიციალებიდან(Red, Green, Blue).         ფერთა სპექტრის ამდაგვარი წარმოდგენა დაკავშირებულია იმასთან, რომ გამოსახულების გამოტანის მოწყობილობებში რომელიც გააჩნიათ კომპიუტერებს, ტელევიზორებს ფერის მიღება ფიზიკურად ხდება სწორედ ამ სამი ძირითადი ფერის შეზავებით. დღესდღეობით ყველაზე გავრცელებული არის 24 ბიტიანი RGB მოდელი, სადაც თითოეულ კომპონენტს ეთმობა ერთი ბაიტი და შესაბამისად შეუძლია მიიღოს ნებისმიერი მნიშვნელობა [0, 255] დიაპაზონში, რაც საბოლოოდ გვაძლევს 16777216 განსხვავებულ ფერს.
Post a Comment
Read more