Informacje techniczne

• nowość – path tracing – złożony algorytm obliczeniowy umożliwiający tworzenie fotorealistycznych obrazów scen trójwymiarowych, w której analizowane są losowo wybrane, ścieżki promieni światła. Analizując dostatecznie dużo różnych promieni możliwe jest wyznaczenie wysokiej jakości odwzorowania globalnego rozkładu światła. Ogólna metoda została zaproponowana przez Jamesa Kajiya w 1986 roku, jako rozwiązanie tzw. równania oświetlenia. Algorytmy i implementacja metody path tracing w module Renderingu Profesjonalnego jest autorskim rozwiązaniem CAD Projekt K&A. Metoda ta jest dokładniejsza niż Radiosity i może dawać efekty nie do
  odróżnienia od prawdziwych fotografii. W związku z dużą ilością obliczeń jest też  bardziej czasochłonna i ma wyższe wymagania sprzętowe.
• radiosity – jest to złożona metoda przeliczania danych i wyznaczania globalnego rozkładu oświetlenia scen trójwymiarowych, uwzględniająca odbijanie i pochłanianie światła przez różne przedmioty. Wyliczone tą metodą parametry oświetlenia są zapamiętywane przez program i są następnie używane do wyświetlania wizualizacji w czasie rzeczywistym. Zastosowanie tego rozwiązania poprawia wydajność renderingu i pozwala na uzyskiwanie takiego wyglądu wnętrza, jak w rzeczywistości. Uzyskane efekty są niezależne od położenia obserwatora.

Główną zaletą metody path tracing nad radiosity i raytracingiem jest łatwe modelowanie promieniujących powierzchni – w ray tracingu uwzględniane są jedynie światła punktowe. Konsekwencją zwiększonej ilości obliczeń jest wzrost wymagań sprzętowych, zwykle dla jednego piksela obrazu należy przeanalizować od kilkudziesięciu do kilkuset ścieżek, co przekłada się na czas obliczeń.
Oczywistą zaletą jest jakość otrzymywanych wizualizacji, zbliżonych do zdjęć rzeczywistych

Algorytm przebiega następująco:

• z punktu, w którym znajduje się obserwator wypuszczane są promienie światła w kierunku rzeczywistego emitera
• jeśli promień trafi w jakiś obiekt, z punktu przecięcia (rekursywnie) wypuszczane są kolejne promienie (co najmniej jeden), przy czym kierunek nowych promieni jest losowy; od jakości funkcji losującej zależy jakość obrazu, a każdy obiekt może pochłaniać lub emitować światło. 
• tworzenie pojedynczej ścieżki kończy się, gdy głębokość rekursji przekroczy pewien limit. Wówczas wyznacza się ostateczne natężenie światła, jakie dociera do obserwatora: składa się na nie natężenie światła pochodzące od obiektów emitujących, które następnie na ścieżce jest tłumione; tłumienie zależy od cech fizycznych trafionego obiektu uwzględniające m.in. parametry odbicie/chropowatość/mapowanie wypukłości oraz kąt pomiędzy promieniem padającym i odbitym.

Niezależnie o tego którą metodę obliczeniową wybierzemy, krok pierwszy to obliczanie oświetlenia globalnego (global illumination). Odbywa się ono za pomocą zaawansowanych technologicznie algorytmów używanych w komputerowej grafice 3D do prawidłowego oświetlenia sceny. Krok 2 to “finiszowanie” obrazka, które w przypadku metody path tracing polega na wielokrotnym przeliczeniu tzw. próbek na pixel. Z każdym przebiegiem obliczeń wizualizacja staje się mniej ziarnista i lepsza jakościowo.

Po zakończeniu obliczeń możliwe jest wykonanie prostej post produkcji polegającej na możliwości korekty tonacji barwnej za pomocą takich parametrów jak:

• ekspozycja
• kontrast
• gamma
• redukcja jasności
• balans bieli

Oprócz powyższej korekty tonacji barwnych możliwe jest skorzystanie z predefiniowanych filtrów.

Metody prezentacji projektu