Realistická syntéza obrazu bližší informace o studiu na katedře

Realistická syntéza obrazu

Detaily předmětu

Vyučující Vlastimil Havran
Rozsah výuky 2 + 2
Kredity 6
Semestr L
Zakončení Z + Zk
Web https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/a4m39rso/start
Rozvrhy a4m39rso, b4m39rso

Anotace

Předmět se zabývá technikami a algoritmy globálního osvětlení používanými pro vytváření realistických obrazů na počítači (realistický rendering). Několik přednášek se věnuje matematickým a fyzikálním základům výpočtu globálního osvětlení: popis rozložení světla ve scéně, odraz světla na površích objektů, zobrazovací rovnice, použití metody Monte Carlo pro její řešení. Další přednášky se věnují praktickým algoritmům používaným pro výpočet globálního osvětlení v plně syntetických scénách (pouze počítačové modely) a ve scénách kombinovaných (vkládání počítačových modelů do reálných filmových scén). Poslední tři přednášky se zabývají pokročilými technikami výpočtu globálního osvětlení v reálném čase na grafickém hardwaru. Cvičení mají projektový charakter. Studenti zaměření počítačová grafika mohou v rámci předmětu začít pracovat na magisterské práci.

Přednášky

  • 1.

    Úvod do globálního osvětlení, světlo, radiometrie, fotometrie, světelné zdroje.

  • 2.

    Interakce světla s materiály, BRDF, modely BRDF, měření BRDF.

  • 3.

    Zobrazovací rovnice, důležitost, transportní operátor, stochastické sledování paprsku.

  • 4.

    Vícerozměrné integrály.

  • 5.

    Numerické řešení zobrazovací rovnice, Monte Carlo a kvazi-Monte Carlo metody, vzorkovací strategie.

  • 6.

    Trasování rozprostřených paprsků, trasování cest.

  • 7.

    Vychýlené metody: fotonové mapy, iradiance a radiance caching.

  • 8.

    Metody radiozity.

  • 9.

    Opticky aktivní prostředí a jiné speciální metody šíření světla.

  • 10.

    Písemka, Úvod do systému Photorealistic RenderMan.

  • 11.

    Vzorkování, alias, anti-aliasing.

  • 12.

    Osvětlení z HDR obrázků (image-based lighting) na CPU/GPU.

  • 13.

    Rezerva.

Cvičení

  • 1.

    Úvod, organizace cvičení, prezentace témat semestrálních prací

  • 2.

    Přidělení témat semestrálních prací

  • 3.

    Konzultace

  • 4.

    Samostatná práce

  • 5.

    Konzultace

  • 6.

    Samostatná práce

  • 7.

    Konzultace

  • 8.

    Samostatná práce

  • 9.

    Konzultace

  • 10.

    Samostatná práce

  • 11.

    Odevzdání semestrálních prací

  • 12.

    Prezentace semestrálních prací

  • 13.

    Prezentace a zápočet

Literatura & zdroje

  • 1.

    M. Pharr, G. Humphreys.: Physically Based Rendering. Morgan Kaufmann, 2004, ISBN: 0-12-553180-X.

  • 2.

    K. Bala, P. Dutre, P. Bekaert: Advanced Global Illumination, A.K.Peters 2006

  • 3.

    Žára J. a kol.: Moderní počítačová grafika. Computer Press, 2005, ISBN 80-251-0454-0