ОПТИМІЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ ГЕНЕРАЦІЇ ТІНЕЙ ТРИВИМІРНИХ ОБ’ЄКТІВ МЕТОДОМ КАРТ ТІНЕЙ

Анотація

Предметом дослідження є комп’ютерні технології для оптимізації обчислення процесу візуалізації моделей освітлення тривимірних об’єктів. Метою статті є визначення основних способів оптимізації процесу освітлення тривимірних сцен в умовах застосування різних емпіричних моделей освітлення, включно з генерацією тіней методом карт тіней.

Складність обчислення при генерації тіней тривимірних сцен залежить як від наповнення сцени об’єктами, так і від обраного методу генерації тіней. Під час рендерингу сцени, методи оптимізації обчислення освітлення сцени не мають суттєво впливати на візуальну точність зображення у порівнянні з неоптимізованим процесом обчислення освітлення. Задачею будь-якої системи візуалізації тривимірних зображень є пошук оптимальної складності розрахунків, де враховується як необхідний візуальний результат рендерингу, так і необхідна швидкість роботи системи. У випадку генерації тіней методом карт тіней для направлених динамічних джерел світла можна використовувати різноманітні види інтерполяції, в залежності від характеру руху джерела світла, з метою оптимізації обчислення. Використання інтерполяції для генерації карт тіней дозволяє для більшої частини кадрів не генерувати окрему карту тіней, а замінити її аналітично обчисленими значеннями, що дозволяє спростити загальний процес обчислення освітлення сцени.

У статті наводяться порівняння застосованих методів оптимізації процесу обчислення освітлення сцени на основі швидкості роботи системи для візуалізації тривимірних об’єктів. Швидкість роботи системи аналізується на основі даних про кількість згенерованих системою кадрів за секунду. Результати швидкості рендерингу демонструються на прикладі різноманітних комбінацій між такими емпіричними моделями освітлення, як модель Ламберта, Блінна-Фонга, ізотропної моделі Варда та методами лінійної і сферичної інтерполяції під час процесу генерації карт тіней.

Ключові слова: емпіричні моделі освітлення, система освітлення, карта тіней, методи оптимізації, сферична інтерполяція, лінійна інтерполяція.