Realistické vykreslování atmosférických jevů
No Thumbnail Available
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Cílem této práce je vývoj počítačového programu, který pomocí co nejjednodušší kombinace různých technik realistického zobrazování simuluje rozptyl světla v zemské atmosféře a mracích. Detailně vysvětluje fyzikální a fenomenologické pozadí základních vlastností pevných i průhledných materiálů. Představuje fyzikálně založené zobrazovací metody, které je možné k takové simulaci použít, a jejich optimalizace pomocí předpočítaných tabulek. Důraz je kladen na maximální věrnost principům ze skutečného světa. Výsledný program využívá akceleraci pomocí grafické karty a data pocházející plně z mikrofyzikálních měření atmosférických veličin. Jím vytvořené snímky venkovních scén je možné prakticky využít například jako pozadí venkovního prostředí pro design trojrozměrných modelů. Otevřený zdrojový kód programu může být také dobrým učebním zdrojem pro vysvětlení použitých vykreslovacích technik.
The aim of this thesis is to develop a GPU accelerated computer program which is able to simulate light scattering in the Earth's atmosphere and clouds using the simplest possible combination of various realistic rendering techniques. A detailed explanation of the physical and phenomenological background of the basic characteristics of both solid and translucent materials is included. Physically based rendering methods which are able to simulate such phenomena are presented along with several optimizations, including precomputation and lookup tables, with a focus on functional fidelity to real-world principles. The presented solution is based on data from real-world microphysical measurements. The resulting outdoor scene images can be used as background environment maps in 3D modelling and design software. The open source code can also serve as a starting point for describing the implementation of the presented rendering techniques.
The aim of this thesis is to develop a GPU accelerated computer program which is able to simulate light scattering in the Earth's atmosphere and clouds using the simplest possible combination of various realistic rendering techniques. A detailed explanation of the physical and phenomenological background of the basic characteristics of both solid and translucent materials is included. Physically based rendering methods which are able to simulate such phenomena are presented along with several optimizations, including precomputation and lookup tables, with a focus on functional fidelity to real-world principles. The presented solution is based on data from real-world microphysical measurements. The resulting outdoor scene images can be used as background environment maps in 3D modelling and design software. The open source code can also serve as a starting point for describing the implementation of the presented rendering techniques.
Description
Keywords
fotorealistické zobrazování, Monte Carlo sledování cesty, Mieův rozptyl, Rayleighův rozptyl, procedurální terén, planeta, nepřímé osvětlení, fotometeory, gloriola, bílá duha. , photorealistic rendering, Monte Carlo path tracing, Mie scattering, Rayleigh scattering, procedural terrain, Earth, global illumination, photometeor, glory, fog bow.
Citation
SABELA, O. Realistické vykreslování atmosférických jevů [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Informační technologie
Comittee
prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Zdeněk Vašíček, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Radek Kočí, Ph.D. (člen)
Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Španěl, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-15
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Student následně odpověděl na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studenta na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm A. Otázky u obhajoby: Šlo by jednoduchým spôsobom nastaviť aplikáciu na vykresľovanie iných typov scén, resp. planét? Plánujete Vašu prácu publikovať pod voľnou licenciou? Existuje nejaký podobný program s voľnou licenciou, ktorý je kvalitou porovnateľný tomu Vašemu? Jak je program použitelný v praxi, jde o dedikovanou aplikaci? Má-li aplikace reprodukovat realitu, jak se dá ověřit, že její výstup odpovídá tomu, jak by to mělo vypadat?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení