10.14489/vkit.2017.05.pp.035-038

DOI: 10.14489/vkit.2017.05.pp.035-038

Вяткин С. И.
МЕТОД ВЫЧИСЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ РАССЕЯННОГО СВЕТА И ТУМАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРАФИЧЕСКИХ АКСЕЛЕРАТОРОВ
(c. 35-38)

Аннотация. Предложен метод вычисления интенсивности рассеянного света и тумана, реализованный с помощью вершинных шейдеров графических акселераторов. Вычислены компоненты света, отраженного от поверхности, и тумана. Показано использование в качестве исходных данных координат вершин, матрицы преобразования, интенсивности и направления солнечного света, коэффициентов его затухания и рассеяния.

Ключевые слова: синтез изображения; рассеянный свет; туман; графический акселератор; вершинный шейдер.

Vyatkin S. I.
METHOD OF COMPUTING THE INTENSITY OF SCATTERED LIGHT AND FOG USING GRAPHICS PROCESSING UNITS
(pp. 35-38)

Abstract. In proposed lighting model, the sky, fog, and 3D-objects on the ground reflecting light from the sun can fit together. A lighting model that takes into account the effects of scattering light is presented. The model for rendering fog is considered. The cost of computing a scene is not small. A method of reducing the cost of the algorithm was proposed. As well were restricted the geometry and applied certain approximations that allowed the computation to be performed in a real time on a graphics processing unit. The vertex shaders compute the light reaching the eye from a source or a reflective object and fog component. The inputs to the vertex shader are vertex position, transformation matrices, sunlight intensity, the sun direction, the various extinction and scattering coefficients. In this implementation using calculate them pervertex in a vertex shader. This approach makes good use of modern hardware capabilities and should work reasonably well even on older hardware with software vertex processing. These techniques have modeled effectively the interaction of light with surfaces in the environment. Because is not sufficient to assume that light is traveling in a vacuum between surfaces. Where there are large amounts of dust and water vapor in the atmosphere, traditional ray tracing is ineffective. New techniques have modeled more and more effectively the interaction of light with surfaces in the environment, using the principles of ray optics.

Keywords: Image synthesis; Scattered light; Fog; Graphics processing unit; Vertex shader.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

С. И. Вяткин (Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения РАН, Новосибирск, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

S. I. Vyatkin (Institute of Automation and Electrometry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Novosibirsk, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Вяткин С. И. Моделирование неоднородностей при визуализации атмосферных эффектов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 7. С. 9 – 14. doi: 10.14489/vkit.2016.07.pp.009-014
2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Рэлеевское рассеяние в газах и жидкостях // Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. Т. VIII. С. 582–583.
3. Bruneton E., Neyret F. Precomputed Atmospheric Scattering // In Proc. of the 19th Eurographics Conference on Rendering, Bosnia and Herzegovina, Sarajevo, Jun. 23 – 25, 2008. Sarajevo, 2008. V. 27, № 4. P. 1079 – 1086. doi: 10.1111/j.1467-8659.2008.01245.x
4. Modeling the Interaction of Light Between Diffuse Surfaces / C. M. Goral et al. // Computer Graphics. 1984. V. 18, № 3. P. 213 – 222.
5. Blinn J. F. Simulation of Wrinkled Surfaces // Computer Graphics. 1978. V. 12, № 3. P. 286 – 292.
6. Nishita T., Miyawaki Y., Nakamae E. A Shading Model for Atmospheric Scattering Considering Luminous Intensity Distribution of Light Sources // Computer Graphics. 1987. V. 21, № 4. P. 303 – 310.
7. Jensen H. W., Christensen P. H. Efficient Simulation of Light Transport in Scenes with Participating Media Using Photon Maps. In Proc. of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH – 98), Orlando, FL, Jul. 19 – 24, 1998. New York: ACM, 1998. P. 311 – 320. doi: 10.1145/280814.280925
8. Gardner G. Y. Visual Simulations of Сlouds // Computer Graphics. 1985. V 19, № 3. P. 297 – 304.
9. Schachter B. J. Computer Image Generation. 1980. P. 162 – 165.
10. Klassen R. V. Modelling the Effect of the Atmosphere on Light // ACM Transaction on Graphics. 1987. V. 6, № 3. P. 215 – 237.
11. Blinn J. F. Light Reflection Techniques for Simulation of Clouds and Dusty Surfaces // ACM SIGGRAPH Computer Graphics. 1982. V. 16, № 3. P. 21 – 29.

Eng

1. Viatkin S. I. (2016). Modeling of not uniformity at visualization of atmospheric effects. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (7), pp. 9-14. doi: 10.14489/vkit.2016.07.pp.009-014 [in Russian language]
2. Landau L. D., Lifshits E. M. (1982). Rayleigh scattering in gases and liquids. Theoretical physics. Electrody-namics of continuous media. Vol. VIII. (pp. 582-583). Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Bruneton E., Neyret F. (2008). Precomputed atmospheric scattering. In Proc. of the 19th Eurographics Conference on Rendering, Bosnia and Herzegovina, Sarajevo, Jun. 23-25, 2008. Sarajevo, 27(4), pp. 1079-1086. doi: 10.1111/j.1467-8659.2008.01245.x
4. Goral C. M., Torrance K. E., Greenberg D. P. et al. (1984). Modeling the interaction of light between diffuse surfaces. Computer Graphics, 18(3), pp. 213-222. doi: 10.1145/964965.808601
5. Blinn J. F. (1978). Simulation of wrinkled surfaces. Computer Graphics, 12(3), pp. 286-292. doi: 10.1145/965139.507101
6. Nishita T., Miyawaki Y., Nakamae E. (1987). A shading model for atmospheric scattering considering luminous intensity distribution of light sources. Computer Graphics, 21(4), pp. 303 – 310. doi: 10.1145/37402.37437
7. Jensen H. W., Christensen P. H. (1998). Efficient simulation of light transport in scenes with participating media using photon maps. In Proc. of the 25th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques (SIGGRAPH – 98), (pp. 311-320). Orlando, FL, Jul. 19 – 24, 1998. New York: ACM. doi: 10.1145/280814.280925
8. Gardner G. Y. (1985). Visual simulations of clouds. Computer Graphics, 19(3), pp. 297-304. doi: 10.1145/325165.325248
9. Schachter B. J. (1980). Computer image generation. (pp. 162-165).
10. Klassen R. V. (1987). Modelling the effect of the atmosphere on light. ACM Transaction on Graphics, 6(3), pp. 215-237. doi: 10.1145/35068.35071
11. Blinn J. F. (1982). Light reflection techniques for simulation of clouds and dusty surfaces. ACM SIGGRAPH Computer Graphics, 16(3), pp. 21-29. doi: 10.1145/965145.801255

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2017.05.pp.035-038

и заполните ФОРМУ

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2017.05.pp.035-038

and fill out the FORM