Realistické zobrazení mraků a kouře

Abstract

Tato práce se zabývá metodami pro vykreslování objemových dat jako jsou mraky nebo kouř v počítačové grafice. V úvodu jsou shrnuty techniky a triky používané v počítačové grafice pro zobrazení těchto těles ve scéně, především ty, které využívají objemovou reprezentaci, jejich výhody a nevýhody. Následující část je hlouběji věnována vybrané technice pro zobrazování objemových dat - vykreslování mraků a kouře s ohledem na chování světla uvnitř jejich objemu (nazývané participating media), jejímu principu a vztahům ze kterých vychází. Je uveden krátký přehled aplikací, sloužících pro realistické zobrazování scény, které by byly vhodné pro implementaci vybraného algoritmu. Blender, do kterého je algoritmus implementován je popsána podrobněji, včetně jeho vnitřní struktury, obzvláště renderovacího engine. Poslední část práce je věnována návrhu algoritmu, jeho integrace do aplikace a postupu při jeho implementaci.

This work discourses about methods of rendering volumetric data such as clouds or smoke in computer graphics and implementation of this feature to existing application. The first part is summary of techniques and tricks used in computer graphics to display such objects in scene, their pros and cons and the most used techniques of displaying volumetric data. Next part is more closely focused to choosed technique of rendering volumetric data with consideration of light behavior inside the volume (also called participating media) and basic relationships used used in computation. In following part of work there is short list of applications - renderers used to realistic rendering of scene, which are suitable for implementation of selected volumetric data rendering algorithm. Selected application - Blender is describled more deeply including its inner structure, especially rendering engine. Last part of work is dedicated to design, implementation and integration of rendering algorithm itself.