Vykreslování podmořských scén
Loading...
Date
Authors
Smutný, Martin
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract
Tato práce se zabývá vykreslováním realistických podvodních scén pomocí technik v reálném čase. Práce se zaměřuje na vykreslování oceanických vod, které mají komplexní a vysoce proměnlivé optické vlastnosti. Vykreslování takových prostředí je náročnou oblastí v počítačové grafice, která zahrnuje simulaci rozptylu světla uvnitř vodního objemu. Jsou zkoumány metody počítačové grafiky pracující v reálném čase pro vykreslování a simulaci oceánů. Jsou navrhnuty techniky aproximující rozptyl první řádu a vícenásobný rozptyl pro vykreslení vodního objemu za pomocí krokování paprsku. Optické vlastnosti objemu jsou popsány pomocí fyzikálně založeného bio-optického modelu. Navíc, jsou vykresleny povrchové a volumetrické kaustiky odpovídající lomu světla skrze simulovaný vodních povrch pomocí Fourierovy transformace. Navržená technika pro vykreslování scén nebyla implementována v plné podobě. Byly implementovány pouze některé navržené techniky a s nimi byly provedeny experimenty zvlášť.
This thesis focuses on rendering realistic underwater environments using real-time techniques. Focus is on rendering ocean waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media is a challenging field in computer graphics that involves simulation of light scattering inside the water body. Methods in the field of real-time computer graphics for rendering and simulation of oceans are investigated. Single scattering and multi scattering approximation techniques are designed to render a water volume using ray marching. The optical properties of the volume are described by a physically-based bio-optical model. Furthermore, surface and volumetric caustics are rendered as they refract through a simulated ocean surface using Fourier transform. The designed technique to render underwater environments was not implemented in its entirety. Only a certain subset of techniques was experimented with.
This thesis focuses on rendering realistic underwater environments using real-time techniques. Focus is on rendering ocean waters because of their complex and highly variable optical properties. Rendering such media is a challenging field in computer graphics that involves simulation of light scattering inside the water body. Methods in the field of real-time computer graphics for rendering and simulation of oceans are investigated. Single scattering and multi scattering approximation techniques are designed to render a water volume using ray marching. The optical properties of the volume are described by a physically-based bio-optical model. Furthermore, surface and volumetric caustics are rendered as they refract through a simulated ocean surface using Fourier transform. The designed technique to render underwater environments was not implemented in its entirety. Only a certain subset of techniques was experimented with.
Description
Keywords
real-time vykreslování, 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. Dr. Ing. Pavel Zemčík, dr. h. c. (předseda)
doc. Ing. Martin Čadík, Ph.D. (člen)
Ing. Zbyněk Křivka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Beran, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Peter Chudý, Ph.D., MBA (člen)
Ing. David Bařina, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-20
Defence
Student nejprve prezentoval výsledky, kterých dosáhl v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Oponent hodnotil práci stupněm 4F, protože nesplnil poslední bod zadání. Student nedokázal vyvrátit výtky oponenta. Komise shledala nedostatky práce natolik závažné, že se práci rozhodla hodnotit jako nevyhovující.
Result of defence
práce nebyla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení