Irakli Koiava

Normal Map მარცხენა - საწყისი გეომეტრიული მოდელი 2 (მილიონი სამკუთხედი), შუა - გამარტივებული მოდელი (500 სამკუთხედი) მარცხენა - გამარტივებული მოდელი (500 სამკუთხედი + ნორმალების მეპი) სურათის აღებულია ვიკიპედიიდან.         იმისათვის, რომ გამოსახულება ვიზუალურად ბევრად რეალისტური გავხადოთ შეგვიძლია ზედაპირის სხვადასხვა წერტილებისათვის მოვახდინოთ სხვადასვა ვიზუალიზაციის ნორმალების განსაზღვრა. თუკი ჩვენ ზედაპირის მიკროგეომეტრიულ მიმართულებებს შევინახავთ ტექსტურაში(ვექტორის x,y,z კომპონენტებს RGB ფერის სახით) ადვილად შევძლებთ მათ დაკავშირებას ზედაპირის წერტილებთან. ტექსურას რომელიც ინახავს მიკროგეომეტრიულ მიმართულებებს ეწოდება ნორმალების მეპი .         მაქსიმალურად მაღალი ხარისხის მისაღებად საჭიროა საბაზისო გეომეტრიის განსაზღვრა და მასზე ნორმალების მეპის დატანა. ამოზნექილობის მეპისაგან განსხვავებით ის არ ცვლის რეალურ ზედაპირს რასაც თავისი დადებითი და უარყოფითი თვისებები აქვს. ნორმალების მეპს ამოზნექილობის მეპთან შედარებით ბევრად ნაკ...

Flat and Smooth shading ბრტყელი შეფერადება - გეომეტრიული ნორმალებით(მარცხენა) გლუვი შეფერადება - ინტერპოლირებული ნორმალებით(მარჯვენა)         როდესაც ჩვენ რაიმე სახით აღვწერთ სცენაში არსებულ გეომეტრიულ ზედაპირებს, ჩვენ შეგვიძლია ზედაპირის ნებისმიერი წერტილისათვის ცალსახად განვსაზღვროთ გეომეტრიული ნორმალი(ზედაპირის მართობი), მიმართულება საითაც არის ზედაპირი მიმართული. თუმცა მხოლოდ გეომეტრიული ნორმალით პოლიგონალური მეშის ვიზუალიზაცია არ იძლევა ყოველთვის დამაკმაყოფილებელ შედეგს, განსაკუთრებით მაშინ როდესაც გლუვ ზედაპირს აღვწერთ სამკუთხა მეშის სახით საჭიროა ძალიან დიდი რაოდენობის სამკუთხედები რათა ბრტყელი წახნაგები შეუმჩნეველი გახდეს. ამიტომ მოხდა ვიზუალიზაციის ნორმალის შემოღება, რომელიც აღწერს ზედაპირის მიკრომიმართულებას და რომელიც შესაძლოა არ ემთხვეოდეს გეომეტრიულ ნორმალს. მაგალითად სამკუთხა მეშის შემთხვევაში რადგან ჩვენ შეიძლია ყოველი სამკუთხედისათვის გეომეტრიული ნორმალის განსაზღვრა, მაშინ სამკუთხედების წიბოებზე რომელსაც სამკუთხედი მეზობელ სამკ...

Lambertian diffuse reflection model         ლამბერტის დიფუზიური არეკვლის მოდელი არის ფიზიკურად სწორი მოდელი, რომელიც აღწერს იდეალურ დიფუზიურ ზედაპირზე არეკვლას. მეთოდი დაფუძნებულია მთლიანად ლამბერტის კოსინუსის წესზე და ამბობს, რომ განათების ინტენსივობის ცვლილება დიფუზიურ ზედაპირის წერტილში დამოკიდბულია განათების მიმართულებასა და ზედაპირის ნორმალს შორის არსებული კუთხის კოსინუსზე. double LambertianShading ( const Vector3 & N , const Vector3 & L ) { return max ( 0.0 , dot ( L , N ) ); }         ლამბერტის არეკვლის მოდელი არის ყველაზე მეტად გამოყენებადი. მეთოდი ასევე ითხოვს ძალიან მცირე გამოთვლით რესურსს.

Lambert Cosine Law          ლამბერტის კოსინუსის წესი აღწერს განათების ინტენსივობის შესუსტების ფენომენს   დაკვირვების წერტილში,   განათების მიმართულებასა და ზედაპირის ნორმალს შორის არსებული Θ კუთხის ზრდის დროს. ამ წესის თანახმად ერთეულოვან ფართობზე მოსული სინათლის ინტენსივობა არის პირდაპირპროპორციული  Θ კუთხის კოსინუსის(იხილეთ სურათი). სურათიდან კარგად ჩანს, რომ ეს წესი მათემატიკურად ადვილი დასამტკიცებელია და ფიზიკურად სწორია. მისი სახელი უკავშირდება შვედი მათემატიკოსის და ფიზიკოსის იოჰან ჰენრიხ ლამბერტის გვარს. ლამბერტის წესი ერთ-ერთი ფუნდამენტური წესია კომპიუტერული გრაფიკის და ძალიან დიდი გამოყენება აქვს. მასზე არის დაფუძნებული ლამბერტის დიფუზიური არეკვლის მოდელი , რომელიც ყველა გრაფიკულ ძრავში გვხვდება.

Blinn specular reflection model         ბლინის სპეკულარული არეკვლის მოდელი არის ემპირიული მოდელი, რომელიც ითვლის განათების სპეკულარულ წილს იზოტროპული ზედაპირის ლოკალურ წერტილში. ის წარმოადგენს ფონგის მოდელის მოდიფიცირებულ ვარიანტს, რომელიც შეიმუშავა ჯიმ ბლინმა , სახელწოდებაც სწორედ მისი გვარიდან მოდის. ამის გამო ამ მოდელს ხშირად ბლინ-ჰონგის მოდელსაც ეძახიან.         ფონგის მოდელისგან განსხვავებით ბლინის მოდელი ითვლის განათების( L ) მიმართულებასა და დამკვირვებლის( V ) მიმართულების საშუალო მიმართულებას( H ) და  და ამბობს, რომ სპეკულარული განათება პირდაპირპროპორციულად არის დამოკიდებული N  და H  ვექტორებს შორის მდებარე Θ კუთხის კოსინუსზე. ზედაპირის სიგლუვის s კოეფიციენტი აქაც ხარისხის მაჩვენებლად ჯდება, ისევე როგორც ფონგის მოდელში.         ქვემოთ მოვემულია ფუნქცია რომელიც ითვლის სპეკულარულ განათებას ბლინის მეთოდით. ფუნქციას გადაეცემა N , V , L ვექტორები და s სპეკულარული ექსპონენტი და ის აბრუნებს სპეკულა...

Phong specular reflection model         ფონგის სპეკულარული არეკვლის მოდელი არის ემპირიული მოდელი, რომელიც ითვლის განათების სპეკულარულ წილს წერტილში. ემპირიული მოდელები მიიღება არა ფიზიკური ფორმულირების საფუძველზე, არამედ ცდების და დაკვირვებების შედეგად, ამიტომ განათების ემპირიული მოდელები ფიზიკური სიზუსტით არ გამოირჩევიან.         ლოკალური განათების გამოთვლის ამოცანა მდგომარეობს შემდეგში: მოცემული გვაქვს ზედაპირის მიმართულება( N ), განათების მიმართულება( L ) და დამკვირვებლის მიმართულება( V ), ასევე მოცემულია ზედაპირის სიგლუვის კოეფიციენტი s. ჩვენ უნდა დავთვალოთ განათების სპეკულარული სწვილი, მოცემული ლოკალური წერტილის განათებაში.         ფონგის განათების მოდელი ამისთვის ჯერ ითვლის იდეალური არეკვლის მიმართულებას( R ) და ამბობს, რომ სპეკულარული განათება პირდაპირპროპორციულად არის დამოკიდებული R და V ვექტორებს შორის მდებარე Θ კუთხის კოსინუსზე. ეს დამოკიდებულება უკრო მკვეთრია რაც უფრო პრიალა არის ზედაპირი, ამიტომ სი...