Tư vấn Kỹ thuật kết xuất ánh sáng mới làm tăng tính chân thực của hình ảnh do máy tính tạo ra

vietbachinvc

Thành viên mới
9/12/18
29
0
1
Không thể chọn đồ họa do máy tính tạo ra trong các bộ phim bom tấn mới nhất, nhưng công việc được đặt ra còn khó hơn nhờ các nhà nghiên cứu đã phát triển một thuật toán đồ họa không chỉ mô hình thực tế ánh sáng phản chiếu các bề mặt phức tạp như nước, da, kính, và kim loại, nhưng cũng chạy nhanh hơn khoảng 100 lần so với các hệ thống hiện đại nhất hiện nay.

Ánh sáng phản chiếu sơn xe
Thuật toán phù hợp nhất cho các bề mặt đầu cơ
Gỗ và da
Hiệu ứng ánh sáng trên bề mặt kim loại thô của ấm đun nước
Nhiều kỹ thuật kết xuất cho đồ họa máy tính lựa chọn để làm mịn các bề mặt phức tạp và gập ghềnh để tăng tốc tính toán của chúng. Các kỹ thuật như vậy, các nhà nghiên cứu chịu trách nhiệm về kỹ thuật mới nói với chúng tôi, đã đủ nhanh để sử dụng vào đầu những năm 80, nhưng việc thiếu chi tiết có thể khiến những bề mặt đó trông hơi khác khi nhìn gần.

Thuật toán được phát triển bởi Giáo sư Ravi Ramamoorthi và các đồng nghiệp tại Đại học California, San Diego (UCSD), UC Berkeley, Cornell và Autodesk, dẫn đến kết quả thực tế hơn nhiều vì nó phá vỡ từng pixel của bề mặt không đồng đều hoặc phức tạp thành vô số cái gọi là "microfacets." Mỗi microfacet hoạt động như một tấm gương nhỏ, mịn, phản chiếu ánh sáng theo một hướng cụ thể. Được kết hợp với nhau, hàng chục ngàn chiếc gương nhỏ này có thể giúp tạo ra một đại diện có tính thực tế cao của nhiều bề mặt khác nhau.

Các thuật toán nhóm các microfacet thành các bản vá để tăng tốc xử lý dữ liệu

Các micrô đã được sử dụng trong các hệ thống kết xuất khác, nhưng để xử lý chúng với độ chính xác đòi hỏi một số lượng không chính xác. Hệ thống được giới thiệu ở đây giúp giảm các tính toán cần thiết theo hệ số 100 và chỉ yêu cầu phần cứng nhiều hơn khoảng 40 phần trăm so với các phương pháp "bề mặt nhẵn" đơn giản được trình bày ở trên.

Điểm khởi đầu cho các nhà nghiên cứu là tính toán, đối với mỗi microfacet, cái gọi là "vectơ bình thường" - nằm trên một đường vuông góc với bề mặt của mặt. Với sự giúp đỡ của vectơ này, các nhà nghiên cứu có thể dự đoán chính xác nơi ánh sáng sẽ phản chiếu.

Vectơ bình thường của mặt cho phép thuật toán tính toán độ phản xạ của ánh sáng
Các nhà khoa học xác định điểm nào trong microfacet sẽ phản xạ ánh sáng và điểm nào sẽ không dựa trên góc được tạo bởi tia sáng tới và vectơ bình thường của mặt. Một máy ảnh ảo, tương ứng với điểm nhìn mà việc kết xuất được thực hiện, sẽ chỉ thu được ánh sáng được phản chiếu bởi một khía cạnh nếu nó nằm trong đường đi của tia phản xạ.

"Khi có những va chạm nhỏ trên bề mặt, những nơi mà các góc thẳng hàng phụ thuộc chính xác vào những va chạm nhỏ đó", giáo sư Marschner, người tham gia nghiên cứu, nói với Gizmag. "Có thể có hàng ngàn địa điểm khác nhau xảy ra sự phản chiếu, trên một tấm gương gập ghềnh."

A rendering of water
Trong khi các hệ thống khác sẽ tính toán từng phản xạ, đòi hỏi nhiều tài nguyên điện toán, các nhà khoa học trong nghiên cứu này đã nhóm các microfacet thành các miếng vá và sau đó xấp xỉ lượng ánh sáng được phản chiếu bởi mỗi miếng vá. Kết quả không chỉ nhanh hơn 100 lần so với trước đây, mà giờ đây, lần đầu tiên, nó cũng có thể được sử dụng trong hoạt hình máy tính thay vì hình ảnh một mình như trong các hệ thống hiện tại.

Các bước tiếp theo cho các nhà nghiên cứu sẽ là làm việc để hiển thị các bề mặt rất gồ ghề, hỗ trợ các biểu diễn đa độ phân giải và làm cho phần mềm của họ chạy nhanh hơn bằng cách sử dụng ít bộ nhớ hơn.

Khoản tạm ứng sẽ được trình bày vào cuối tuần này tại SIGGRAPH 2016 tại Anaheim, California.
Nguồn: Chungtoi.vn : Digital Marketing & Thiết Kế Web Và Phát Triển Marketing