Vykreslování podmořských scén
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Cílem této práce je vykreslení podvodních scén a světelných efektů typických pro takové scény interaktivně ve vysoké kvalitě. Práce se konkrétně zaměřuje na fyzikálně založené vykreslování oceanických vod, které mají komplexní a vysoce proměnlivé optické vlastnosti. Vykreslování takových prostředí vyžaduje simulaci simulaci rozptylu světla uvnitř vodního objemu. Byly důsledně prozkoumány relevantní metody pracující v reálném čase. Byla navrhnuta jednoduchá oceanická scéna, které se skládá z procedurálně generovaného terénu, vodního povrchu a atmosferického modelu. Byl navrhnut fyzikálně založený bio-optický model vodního objemu. Rozptyl prvního řádu je aproximován, tím, že jsou vykreslovány fyzikálně založené povrchové a volumetrické kaustiky, vznikající lomem světla skrze vodní povrch. Vícenásobný rozptyl je aproximován na základě vlastností takových vod. Navržené techniky byly implementovány. Scénu je možné vykreslit z pohledu nad i pod povrchem vody. Techniky vykreslují efekty vodního objemu v přijatelné kvalitě a interaktivity bylo dosaženo na GPU nižší třídy.
The goal of this thesis is to render underwater scenes and lighting effects typical for such scenes in high quality at interactive frame rates. The focus is specifically on physically-based rendering of oceanic waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media requires a simulation of light scattering inside the water body. Relevant real-time methods are thoroughly investigated. A simple oceanic scene is designed that consist of a procedurally generated terrain, water surface and a atmospheric model. A physically-based bio-optical model of the water volume was proposed. Single scattering in the volume is approximated by explicitly rendering physically-based one-bounce surface and volume caustics. Multiple scattering is approximated by exploiting the properties of such waters. The proposed techniques were implemented. The scene can be rendered from above or below the water. The techniques render the effects in the water volume at acceptable quality, and interactive frame rates are obtained at lower-end GPU.
The goal of this thesis is to render underwater scenes and lighting effects typical for such scenes in high quality at interactive frame rates. The focus is specifically on physically-based rendering of oceanic waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media requires a simulation of light scattering inside the water body. Relevant real-time methods are thoroughly investigated. A simple oceanic scene is designed that consist of a procedurally generated terrain, water surface and a atmospheric model. A physically-based bio-optical model of the water volume was proposed. Single scattering in the volume is approximated by explicitly rendering physically-based one-bounce surface and volume caustics. Multiple scattering is approximated by exploiting the properties of such waters. The proposed techniques were implemented. The scene can be rendered from above or below the water. The techniques render the effects in the water volume at acceptable quality, and interactive frame rates are obtained at lower-end GPU.
Description
Keywords
vykreslování v reálném čase, opticky aktivní prostředí, rozptyl světla, vykreslování oceánu, vykreslování pod vodou, vodní povrch, bio-optický model, krokování paprsku, kaustiky, světelné paprsky, rozptyl prvního řádu, vícenásobný rozptyl, implicitní plochy., real-time rendering, participating media, light scattering, ocean rendering, underwater rendering, water surface, bio-optical model, ray marching, caustics, godrays, single scattering, multiple scattering, implicit surfaces.
Citation
SMUTNÝ, M. Vykreslování podmořských scén [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
Počítačová grafika a interakce
Comittee
prof. Ing. Adam Herout, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (člen)
Ing. František Grézl, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Hradiš, Ph.D. (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-08-24
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 B.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení