Irakli Koiava

Spectral Rendering სპექტრული რენდერი Arion-ში.         ფიზიკაზე დაფუძნებული მიუკერძოებელი რენდერი გულისხმობს რენდერის განტოლების სრულად ამოხსნას. თავისმხრიც რენდერის განტოლება აღწერს დამკვირვებელთან მოსულ განათებას  λ ტალღის სიგრძეზე რაც იმას ნიშნავს, რომ თუ ჩვენ გვსურს რენდერი მაგალითად სინათლის ხილულ სპექტრში  სრულად, აუცილებელია ინტეგრირება სპექტრზე  λ-ს მიმართ.         იმის გამო, რომ დამატებითი ინტეგრირების პროცესი ზრდის რენდერის დროს ხშირად სპექტრის ფართო კვლევას თავს არიდებენ რენდერერები და გამოთვლას ახდენენ სასრული რაოდენობის, ფიქსირებულ ტალღის სიგრძეებზე. ყველაზე ხშირად საწარმოო რენდერერებში ფერის წარმოგდენა ხდება  ფერების RGB მოდელით , რომელიც შესაამისად აღწერს მხოლოდ სპექტრის 3 კომპონენტს. ფერის ასეთი აღწერა საკმაოდ კარგ შეგდეგს იძლევა და მოიცავს რეალური ამოცანების დიდ ნაწილს, ასევე კარგად ხდება მისი წარმოდგენა კომპიუტერშიც და შემდგომში არსებულ გამომთვლელ მოწყობილობებშიც მისი ინტეგრაცია, სწორედ ამიტომ საწა...

Surface Area Heuristic წვრილი დიაგონალური სამკუთხედი და მისი AABB.         იმისათვი, რომ შევძლოთ სხვადასხვა ამაჩქარებელი ხეების ხარისხის შეფასება და ერთმანეთზე შედარება აუცილებელია ვიცოდეთ რაიმე კრიტერიუმი, რაც განსაზღვრავს მის ხარისხს. მსგავსი კრიტერიუმების საფუძველზე ჩვენ შეგვიძლია ავაგოთ შემფასებელი ფუნქცია, რომელიც შეძლებს ხის ხარისხის დადგენას. ეს ფუნქცია დაგვეხმარება ხის აგების პროცესში, შევადაროთ ერთმანეთს სხვადასხვა ხეები/ქვეხეები და მათში შევარჩიოთ ჩვენთვის ყველაზე ხელსაყრელი. ეს ფუნქცია შეიძლება იყოს ევრისტიკული, რომელიც არაოპტიმალურად, მინიმალური გამოთვლებით შეაფასებს ხეს.         როდესაც ჩვენ ვცდილობთ ავაგოთ ამაჩქარებელი სტრუქტურა, რომელიც  დაგვეხმარება სხივებისა და გეომეტრიული პრიმიტივების თანაკვეთის ამოცანის სწრაფად გადაჭრაში, მთავარ პრიორიტეტს წარმოადგენს სწორედ სხივების ზედმეტი შემოწმებების მინიმიზაცია. ჩვენ ზემოთ ვთქვით, რომ თუ შემომსაზღვრელი ყუთი დიდია და პრიმიტივს მჭიდროდ არ ეკვრის ეს ხის კორექტულობას არ არღვევს,...

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...

Volumetric  Rendering Equation სივრცული რენდერი. დარენდერებულია Arion-ში.         იმისათვის, რომ მოვახდინოთ სივრცული გარემოს კორექტული რენდერი პირველ რიგში უნდა მოხდეს სივრცული რენდერის განტოლების განსაზღვრა.         სივრცული რენდერის განტოლება, ისევე როგორც  ზედაპირების შემთხვევაში  აღწერს განათებას რომელიც მოდის დამკვირვებლის x წერტილში ω მიმართულებიდან. თუკი x წერტილიდან ω მიმართულებით არსებული უახლოესი ზედაპირი მდებარეობს s მანძილში         σ a (x)   არის სინათლის მილევის კოეფიციენტი სივრცის x წერტილში. σ s (x)   არის სინათლის გაბნევის კოეფიციენტი(სივრცული ნაწილაკების სიმკვრივე) სივრცის x წერტილში. Tr(x,x t ) არის სინათლის გამტარობა (ნაწილობრივი ხილვადობის ფუნქცია x და x t წერტილებს შორის). როგორც განტოლებიდან ჩანს დამკვირვებლის x წერტილში ω მიმართულებიდან  მიმავალი განათება შეგვიძლია წარმოავადგინოთ 3 კომპონენტის ჯამის სახით: ზედაპირიდან მომავალი მილეული განათება - ω მ...

Volumetric Rendering კადრი WATCH DOGS-ის ტრეილერიდან. დარენდერებულია Arnold-ში.         მოთხოვნები, რომელსაც დღევანდელი საწარმოო რენდერერი უნდა აკმატოფილებდეს დღითიდღე იზრდება. ის რაც რამოდენი წლის წინ ფანტასტიკის სფერო იყო დღეს აუცილებლად გვეჩვენება, ხდება ბევრი ახალი მიმართულების კვლევა, ცდების ჩატარება და შედეგად ვიღებთ საინტერესო ახალ შესაძლებლობებს. შესაბამისად რენდერერებიც მით უფრო მეტად დახვეწილ ფუნქციონალს იძენენ და უფრო და უფრო რეალისტურ გამოსახულებებს გვაძლევენ. აქამდე ბლოგზე განხილული თემებში შედიოდა მხოლოდ ზედაპირების რენდერი. რაც გულისხმობს დაშვებას, რომ სინათლის გაბნევა ხდება მხოლოდ ზედაპირებზე და მათ შორის ენერგია გადადის დანაკარგების გარეშე.         ზედაპირს ჩვენ ვეძახით 2 სხვადასხვა ოპტიკური გარემოს საზღვარს რომლებსაც რენდერერებში სხვადასხვანაირად აღვწერთ. თუმცა რეალურ გარემოში სინათლის სხივის გაბნევა შეიძლება მოხდეს არა მხოლოდ ოპტიკური გარემოების გასაყარზე არამედ ერთი ოპტიკური გარემოს შიგნითაც. სივრცული გამბნევი გარემოს ...

Oren–Nayar reflectance model         ორენ-ნეიერის არეკვლის მოდელი აღწერს სინათლის დიფუზიურ არეკვლას უხეშ ზედაპირებზე. ამ მოდელის შემუშავება მეტწილად მოტივირებული იყო მთვარის არალამბერტისეული არეკვლით.         ლამბერტის მოდელი სგან განსხვავებით, ორენ-ნეიერის მოდელი განიხილავს მიკროწახნაგოვან ზედაპირს, შედგენილს V-ს ფორმის ჭრილებისგან, რომელიც შედგება 2 სიბრტყული წახნაგისგან და რომლებიც თავისმხრივ ახდენენ სინათლის არეკვლას დიფუზიურად ლამბერტის წესით .         თუკი E 0 არის დამკვირვებლის მიმართულებიდან მომავალი სინათლის ინტენსივობა, შესაბამისად არეკვლას აქვს შემდეგი სახე: სადაც         ხოლო   არის ზედაპირის დიფუზიური ფერი(albedo). განათების და დამკვირვებლის მიმართულებები მოცემულია სფერულ კოორდინატთა სისტემაში შესაბამისად (Φ i ,θ i ) და (Φ r ,θ r )-ით. მოდელი ზედაპირის სიუხეშეს აკონტროლებს მიკროწახნაგოვანი ფერდობების მიმართულებების განაწილებით, რომელსაც აღწერს გაუსის გა...