Методи та засоби зафарбовування високодеталізованих тривимірних сцен

Abstract

У роботі сформульована і вирішена актуальна науково-практична задача підвищення продуктивності формування графічних зображень високодеталізованих тривимірних сцен за рахунок спрощення процесу зафарбовування. Розроблено теоретичні основи формування графічних зображень високодеталізованих тривимірних сцен на етапі рендерингу, які охоплюють концептуальні положення зафарбовування зображень, методи прискореної нормалізації, модифікований метод сферично-кутової інтерполяції і метод прискореного визначення інтенсивності кольору за методами Гуро та Фонга. Удосконалено методи прискореної нормалізації векторів і метод сферично-кутової інтерполяції векторів. Розроблено методи ідентифікації відблисків. Запропоновано методи додаткової тріангуляції вихідного полігону. Вперше запропоновано метод пофрагментного визначення інтенсивностей складових кольору точок зображення поверхонь графічних об’єктів. На основі запропонованого методу розроблено спеціалізований графічний процесор. Розроблено програмні та апаратні засоби для систем комп’ютерної графіки.

В работе сформулирована и решена актуальная научно-практическая задача повышения производительности формирования графических изображений высокодетализированных трёхмерных сцен за счет упрощения процесса закраски. Разработаны теоретические основы формирования графических изображений высокодетализированных трёхмерных сцен на этапе рендеринга, которые включают в себя концептуальные положения формирования изображений, методы ускоренной нормализации, модифицированный метод сферически-угловой интерполяции и метод ускоренного определения интенсивности цвета по методам Гуро и Фонга. Усовершенствованы методы ускоренной нормализации векторов. Разработаны методы идентификации бликов. Предложены методы дополнительной триангуляции исходного полигона. Впервые предложен метод пофрагментного расчёта интенсивности цвета точек изображения графических объектов. На основе предложенного метода разработан специализированный графический процессор. Разработаны специализированные программные средства для тестирования методов закраски, которые позволяют получить сравнительные оценки по точности и производительности.

The first chapter of the thesis deals with the formulation and solving the actual, theoretical and practical problem of productivity increasing of highly-detailed three-dimensional scene images using the simplified process of filling. The second chapter describes the developing of theoretical basics of highly-detailed three- dimensional scenes images forming on rendering stage, including conceptual states of image filling, accelerated normalization methods, modified method of spherical-angle interpolation and a method of accelerated determination of colour intensity by Guro and Fong methods. Chapter 2 also represents the improved methods of accelerated vector normalization and a method of spherical- angled vector interpolation. The third chapter of the thesis presents the elaboration of reflection identification methods. In this chapter were offered methods of initial polygon additional triangulation. The fourth chapter for the first time offered a method of per-fragment definition of colour particles intensity at images of graphic object surfaces. The specialized graphical processor was developed based on the offered method. The fifth chapter covers the developing of software and hardware means for Computer Graphics systems.