1 Praktikum Praktikum Globale Beleuchtung Thorsten Grosch Wer bin ich Thorsten Grosch Seit September 2009 Juniorprofessor für CV in Magdeburg Davor… – Studium Informatik TU Darmstadt – Fraunhofer IGD Lichtsimulation (Radiosity) – Universität Koblenz Landau (die andere CV Uni) Aufbau der Computergrafik Lehre Doktorarbeit Doktorarbeit – Erweiterung von realen Bildern mit korrekter Beleuchtung – Post-Doc am MPI Informatik Saarbrücken Echtzeit-Beleuchtung mit der GPU
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PraktikumPraktikumGlobale Beleuchtung
Thorsten Grosch
Wer bin ichThorsten GroschSeit September 2009 Juniorprofessor für CV in Magdeburgg gDavor…– Studium Informatik TU Darmstadt– Fraunhofer IGD
Lichtsimulation (Radiosity)– Universität Koblenz Landau (die andere CV Uni)
Aufbau der Computergrafik LehreDoktorarbeitDoktorarbeit
– Erweiterung von realen Bildern mit korrekter Beleuchtung
– Post-Doc am MPI Informatik SaarbrückenEchtzeit-Beleuchtung mit der GPU
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Was ist Globale BeleuchtungGlobale Beleuchtung– Simulation aller Lichtwege von der Lichtquelle bis zum Auge
Stattdessen: Vorgabe des gewünschten EffektsCinematic Lighting
Lichtquellen werden dann indirekt platziert
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IdeensammlungVerschiedene Ideen für die Steuerung der Beleuchtung
Ni ht ll i P ktik i l ti t dNicht alles muss im Praktikum implementiert werden
Beispiel GlanzlichtBenutzer klickt auf Glanzlicht und bewegt GlanzlichtLichtquelle wird passend zu neuer Glanzlichtposition bewegt
– Einfallswinkel = Ausfallswinkel
Heuristik für Abstand der Lichtquelle
– z.B. Abstand bleibt konstant– Nur wenn sich ein Blocker
d i h b fi d t i d didazwischen befindet, wird die Lichtquelle vor den Blocker gesetzt
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Beispiel SchattenBenutzer klickt auf Schatten und zieht Schatten an neue PositionLichtquelle wird für neuen Schatten gesetztHeuristiken, z.B.– Abstand Lichtquelle –
Blocker bleibt gleichBlocker bleibt gleich– Test, ob Lichtquelle jetzt
evtl. ausserhalb der Szene Lichtquelle nach innen bewegen
Indirekte BeleuchtungOhne indirektes Licht wirkt alles ziemlich künstlich
V hi d O tiVerschiedene Optionen– Erstmal ignorieren– Von Hand indirekte Lichtquellen setzen (z.B. rote
Lichtquelle auf roter Wand)Indirekte Schatten: Optionen
– IgnorierenEinen oder mehrere Schatten zeichnen (weiche Schatten)– Einen oder mehrere Schatten zeichnen (weiche Schatten)
Nur auf Nachfrage Aktualisierung, dauert ein paar Sekunden
100 Iterationen 500 Iterationen 1000 Iterationen
Mit Gouraud Shading
Weitere Ideen erwünschtErwünscht: Eigene Ideen zur Kontrolle der Beleuchtung mit einbringenHier ein paar Vorschläge von mirHier ein paar Vorschläge von mir…
Constraints: Hier auf jeden Fall Schatten, hier auf keinen Fall Schatten, …Malen der Beleuchtung, Lichtquellen werden durch Optimierungsverfahren bestimmtCheating: Benutzer kontrolliert selektiv die Stärke des Color Bleeding (Formfaktoren erhöhen oder indirekte Lichtquellen einfügen)Weiche Schatten, Benutzer kontrolliert HalbschattenbreiteIdee für gemeinsames Projekt mit Prof. Dachselt: Kontrolle der Beleuchtung durch Gesten…
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Constraints[Pellacini et al. 2002]
Bereich immer im Schatten Bereich nie im Schatten
Editierbare Globale Beleuchtung[Pellacini et al. 2007]
Indirekte Steuerung der globalen BeleuchtungBenutzer malt die gewünschte LichtverteilungPosition, Farbe, … der Lichtquellen werden über ein Optimierungsverfahren bestimmt
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Editierbare Globale Beleuchtung[Obert et al. 2008]
iCheatiCheatAusgehend von einer globalen Beleuchtungssimulation kann der Benutzer manuell das Licht verändern– z.B. Color Bleeding selektiv verändern
iCheat Video
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WerkzeugeC++OpenGL (GLUT)E tl GLSL Sh dEvtl. GLSL Shader
Evtl. Library für Benutzerinterface, z.B. Qt
Versionskontrolle mit SVNVersionskontrolle mit SVNWiki
HilfreichVorlesung Photorealistische Computergrafik– Ray Tracer aus Übung
Diverse Klassen (Dreieck, Kugel, …) und Funktionen (Strahl,Diverse Klassen (Dreieck, Kugel, …) und Funktionen (Strahl, Schnittpunkt, …)
– Beispielprogramme für Shadow Volumes und Shadow Maps
Fragen bis hierher ?
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Bis nächste WocheHausaufgaben– Welche Features sollen integriert werden ?
Ray Tracer aus PCG Vorlesung ansehen– Ray Tracer aus PCG Vorlesung ansehen
Nächste Woche– Festlegung der Features– Aufteilung der Aufgaben– Festlegung Datum Projektende