Построение падающей тени — Урок 12

Здравствуйте коллеги. Давайте разберем построение падающей тени. Не устану повторять, что глазомер художника это основное оружие в построениях форм, и определении пропорций.

Но что же делать если мы еще не гении, не мастера, не… «Сальвадоры Дали». От чего же отталкиваться. Ну что же ответ прост, от законов.

В этом уроке мы рассмотрим закон построение падающей тени. Как это выглядит с точки зрения геометрии.

 
Без претензий на оригинальность скажу, что мы живем в трехмерном пространстве. Все что нас окружает это геометрические фигуры разных форм. Если, например, взять какой-то большой предмет он будет состоять из многих маленьких. Как пример можем взять дом, так вот он состоит из кирпичей.

Если посмотреть по сторонам то мы увидим, что многие предметы прямоугольной или кубической формы, и разных размеров. Разве что только шар со всех сторон одинаковый.

 

Подробный урок построение падающей тени

Итак, строим простую фигуру.

Возьмем куб. Как строить куб, и как  рисовать куб подсмотрите прошлые уроки.

Открываем холст в фотошопе. Проводим линию горизонта. Смотрим картинку внизу. Все картинки кликабельны.

 

Дальше строим куб. С точками схода, как положено:

И у нас получается вот такой рисунок. Сделаем его прозрачным, что бы мы могли увидеть происходящее за кубом. Рисунок внизу:

Теперь определим источник света. Это у нас стилизованное солнце. Смотрим вниз:

Итак у нас есть куб, источник света. Для удобства общения с Вами я обозначу нужные нам углы буквами.

Теперь проведу перпендикулярную линию от источника света E, к горизонту и назову ее F. Зачем это, поймете просмотрев урок дальше. Смотрим рисунок ниже:

Дальше как лучи от солнца проведу прямые через значимые точки фигуры (в данном случае через углы куба). Итак, нарисуем  луч проходящий от точки

E через точку C.

Луч проходящий от точки E через точку A.

Луч  проходящий от точки E  через точку P.

С верхними лучами ясно, а как же найти точки на плоскости, на которую падает тень от куба. Вот для этого нам и нужна точка F, которая на линии горизонта.
Теперь от точки F через точку D  проводим луч и в пересечении лучей E-C и F-D  находим первую точку падения тени. Смотрим вниз:

Теперь от точки F через точку G проводим луч и в пересечении лучей E-P и F-G  находим вторую точку падения тени. Смотрим вниз:

Теперь от точки

F через точку B проводим луч и в пересечении лучей E-A и F-B  находим третью точку падения тени. Смотрим вниз:

Итак мы нашли три значимые точки падающей тени это K, M, V. Смотрим рисунок внизу:

Теперь соединяем найденные точки.

Убираем все вспомогательные линии. Смотрим рисунок внизу:

 

Дальше немного порисуем падающую тень:

И окончательный результат внизу:

Вот такой, надеюсь понятный урок. Если что то не понятно, пишите в комментариях. Ответим.

 

 

 

Тень Фиделя. 11 фактов из жизни экс-лидера Кубы Рауля Кастро | История | Общество

Легендарный лидер Кубинской революции Фидель Кастро навсегда остался одним из наиболее харизматичных политиков XX века. Его младший брат Рауль оказался в тени родственника. Между тем его вклад в историю Кубы трудно переоценить. Можно даже утверждать, что выбор, сделанный Фиделем, произошел под влиянием

Рауля Кастро.

Отец Рауля женился на его матери, когда в семье было пятеро детей

Рауль Модесто Кастро Рус родился 3 июня 1931 года в кубинской провинции Орьенте в семье крупного землевладельца Анхеля Кастро Аргиса. Матерью его была кухарка отца Лина Рус Гонсалес. Отец оформил отношения с матерью Рауля лишь после того, как у пары родились пятеро детей. Раулю, как и другим своим отпрыскам, родители постарались дать хорошее образование. Он окончил иезуитский колледж, учился в Гаванском университете.

В революцию младший Кастро ушел вслед за старшим братом

Брат Фидель был на пять лет старше Рауля, но между братьями существовали очень близкие и доверительные отношения. Поэтому когда Фидель решил начать борьбу против кубинского диктатора Фульхенсио Батисты

, Рауль присоединился к нему, не колеблясь ни секунды. В июле 1953 года братья вместе с единомышленниками предприняли штурм казарм Монкада в Сантьяго де Куба. Во время штурма Рауль собственноручно пленил офицера армии Батисты, что, по мнению Фиделя, спасло повстанцев от расстрела на месте после подавления выступления.

Первым коммунистом в семье Кастро стал Рауль

Неудача во время штурма казарм Монкада обернулась для Рауля Кастро 15-летним тюремным сроком. Однако в 1955 году братьев Кастро амнистировали, и они эмигрировали в Мексику. Рауль к тому времени был уже убежденным коммунистов, в то время как Фидель выступал с умеренно-националистических позиций. С подачи Рауля в их круг единомышленников вошел аргентинский коммунист Эрнесто Гевара, который прославится под прозвищем Че.

Рауль в ходе партизанской войны создал второй лагерь революционеров

В 1956 году Фидель и Рауль Кастро, Эрнесто Че Гевара и их соратники высадились на Кубе, начав партизанскую войну против Батисты. Рауль стал одним из командиров повстанцев. В 1958 году его отряд совершил переход по контролируемой правительственными войсками территории из Сьерра-Маэстра в горы Сьерра-дель-Кристаль, где вскоре был организован второй лагерь революционеров. 1 января 1959 года революционная армия вошла в Гавану. Революция победила.

Первоначально Фидель считал помехой коммунистические взгляды брата

Рауль никогда не оспаривал первенства Фиделя, признавая его безоговорочное лидерство. Старший брат в первые месяцы после прихода к власти несколько отодвинул Рауля в сторону, назначив его главой одной из провинций. Объяснялось это просто: Фидель Кастро рассчитывал на налаживание отношений с Западом и в первую очередь с США, в чем брат-коммунист мог помешать. Однако после того, как Вашингтон проявил враждебность, взяв курс на свержение Кастро, Фидель принял решение ориентироваться на СССР, вновь выведя Рауля на первые роли.

Вооруженные силы Кубы Рауль Кастро возглавлял в течение 49 лет

В конце 1959 года Рауль стал министром Революционных вооружённых сил Кубы и занимал этот пост 49 лет. При нём кубинская армия увеличила численность до 50 тысяч человек, а кубинские военные принимали участие в операциях по защите социалистических правительств в странах третьего мира. В Анголе кубинцы смогли остановить хорошо подготовленную армию ЮАР. Армия Кубы стала восприниматься как серьёзная сила, с которой необходимо считаться.

В 1990-х младший Кастро стал главным реформатором Кубы

Статус второго человека в стране за Кастро-младшим был закреплен в декабре 1976 года, когда он был назначен первым заместителем председателя Госсовета Кубы и первым заместителем председателя Совета министров.  Ирония судьбы, но убежденный коммунист Рауль Кастро спас Кубу, проведя реформы после крушения социалистического лагеря и падения СССР. Сократив армию, он занялся мерами по децентрализации экономики. В стране появились сельскохозяйственные и промышленные парки, зоны свободной торговли, частные и государственные рынки. «Для страны важнее хлеб, чем пушки», — говорил Рауль Кастро. При этом рыночные изменения проводились под жёстким контролем армейских структур, дабы исключить политическую дестабилизацию. Задача была решена вполне успешно.

Возглавив Остров Свободы, Рауль был уверен, что Фиделя никто не заменит

Фактическим главой Кубы Рауль Кастро стал в 2006 году, когда Фидель отошел от дел из-за тяжелой болезни. Рауль стал и. о. лидера Кубинской компартии, председателя Госсовета и главы Совмина стал Рауль. В 2008 году он был официально избран председателем Госсовета, а в 2011 году к нему перешло и руководство Компартией. Но в своем первом выступлении в роли лидера Кастро заметил: «Фидель — это Фидель. Все мы прекрасно знаем, что Фиделя нам не сможет заменить никто». Рауль продолжил курс на осторожную либерализацию. Куба подписала Международный пакт о гражданских и политических правах и Международный пакт об экономических, социальных и культурных правах. При Рауле Кастро после полувековой экономической блокады ненадолго улучшились отношения с Соединенными Штатами.

На встрече с президентом США Рауль выкрутил руку Обаме

То, что немолодой уже Рауль вовсе не изменился и по-прежнему тверд в убеждениях и действиях, было наглядно продемонстрировано весной 2016 года. Президент США Барак Обама в рамках нормализации отношений с Кубой совершил визит на остров Свободы. Во время совместной пресс-конференции с Кастро Обама решил одобрительно похлопать партнёра по переговорам по плечу. Однако Кастро, не меняясь в лице, перехватил руку президента США и на несколько мгновений задержал её висящей в воздухе. Президент США явно растерялся, а эксперты увидели в этом знак политической линии кубинского лидера — Остров Свободы готов идти навстречу, вступать в переговоры, но страна не позволит застать себя врасплох.

Дочь Рауля — активистка ЛГБТ-движения, сама являющаяся при этом гетеросексуалкой

Дочь Рауля Мариэла является активисткой кубинского ЛГБТ-движения и была одним из инициаторов изменения законов Кубы в пользу предоставления боле широких прав геям и лесбиянкам. Мариэла Кастро возглавляет Кубинский национальный центр сексуального образования (CENESEX). Сама она при этом имеет гетеросексуальную ориентацию, сменив двух мужей, от которых у неё трое детей. Мариэла выпустила 13 школьных статей и девять книг. Рауль Кастро к деятельности дочери относится спокойно, не мешая ей в ее деятельности.

Рауль пробыл на посту лидера Кубы и лидера партии два срока, после чего добровольно ушел в отставку

С момента прихода к власти Рауль дал понять, что не собирается оставаться у руля до последних дней жизни. После избрания на второй пятилетний срок он объявил, что по его окончании сложит полномочия. На съезде Компартии Кубы в апреле 2016 года Кастро подчеркнул, что «историческое поколение революционеров» в последний раз определяет курс страны.

 В 2018 году Рауль ушел с постов председателя Госсовета и главы Совмина Кубы. Новым лидером страны стал Мигель Марио Диас-Канель Бермудес, родившийся в 1960 году, то есть уже после победы Кубинской революции. Рауль Кастро сохранил за собой пост лидера Коммунистической партии Кубы. Окончательный уход Кастро из политики был оформлен в апреле 2021 года, когда на VIII съезде партии Рауль официально объявил о своей отставке. Уходя, он выразил уверенность в том, что новое поколение не опустит «знамя революции и социализма».

Куба без Кастро: Рауль уходит на покой

16 апреля 2021

Автор фото, EPA

Подпись к фото,

Рауль Кастро объявил об уходе с занимаемой должности на открытии VIII съезда партии в Гаване

Шесть десятилетий Куба ассоциировалась с именами братьев Кастро — сначала Фиделя, а потом Рауля. Что изменится теперь?

89-летний Рауль Кастро, младший брат революционера Фиделя Кастро, на пару с которым они руководили Кубой больше 60 лет, на открытии VIII съезда Коммунистической партии Кубы в пятницу объявил, что слагает с себя полномочия первого секретаря партии.

«Он с удовлетворением передает руководство страной группе подготовленных лидеров, закаленных десятилетним опытом, приверженных этике революции, связанных с историей и культурой нации, полных страсти и антиимпериалистического духа», — говорится в сообщении партийной газеты Granma.

Ни для кого на Кубе это не стало неожиданной новостью — о грядущих переменах было объявлено еще несколько лет назад. Но впервые с 1959 года у руля будет стоять не Кастро.

Рауль Кастро долгое время оставался в тени старшего брата. Он родился 3 июня 1931 года в семье плантатора, закончил иезуитский колледж в Гаване, затем получил экономическое образование в столичном университете, познакомился с коммунистическими идеями, вступив в марксистский кружок.

В 1953 году он вместе со старшим братом и группой единомышленников принял участие в неудавшемся штурме казарм Монкада (это была попытка совершить госпереворот), был приговорен к 13 годам тюрьмы. Через два года режим Батисты амнистировал его, и Рауль отправился в изгнание в Мексику. Именно там он познакомился с другим профессиональным революционером — аргентинцем Эрнесто Че Геварой.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Рауль Кастро и Че Гевара познакомились в Мексике

В 1956 году Рауль вместе с братом и группой революционеров тайно вернулись на Кубу на яхте «Гранма» и продолжили вооруженную борьбу с режимом Батисты в горах Сьерра Маэстра.

Эта борьба в 1959 году окончилась победой, Батиста бежал с Кубы, а революционеры приступили к строительству социализма.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Рауль Кастро, Эрнесто Че Гевара и другие в первый год кубинской революции

В 2011 году Рауль Кастро был избран первым секретарем ЦК Коммунистической партии Кубы, в 2016 году был переизбран на второй срок. 25 ноября 2016 года Фидель Кастро умер.

Еще на съезде 2016 года Рауль объявил, что это будет последний съезд под руководством «исторического поколения», сражавшегося в горах Сьерра Маэстра с войсками Батисты и победившего в ходе революции 1959 года.

В 2018 году Рауль Кастро оставил должности главы совета министров и госсовета. На этих постах его сменил президент Мигель Диас-Канель.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Эрнесто Че Гевара, Рауль Кастро и его жена в 1964 году

Голосование по кандидатуре первого секретаря компартии состоится в конце съезда, который продлится четыре дня.

Ожидается, что партию возглавит действующий президент страны Мигель Диас-Канель.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Фидель Кастро и его брат Рауль на параде в Гаване в декабре 1996 года

89-летний ветеран кубинской политики уходит на покой в нелегкое для страны время. Куба оказалась перед лицом серьезного экономического кризиса. Система центрального планирования не справляется с обеспечением населения.

Отношения с США, которые начали было налаживаться при президенте Бараке Обаме, испортились с приходом к власти Дональда Трампа, а для администрации Джо Байдена Куба не входит в число приоритетов внешней политики. А американское экономическое эмбарго продолжает действовать.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Барак Обама рядом с Раулем Кастро во время бейсбольного матча на стадионе в Гаване в марте 2016 года

Ситуация заставила власти в Гаване ускорить экономическое реформы, долларизация экономики привели к инфляции.ь Это подрывает позиции партийных идеологов, которые всегда делали ставку на то, что свобода лучше богаства.

После того, как Рауль Кастро перехватил бразды правления у брата Фиделя, он вынужден был провести реформы. Благодаря интернету страна отчасти открылась для внешнего мира.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Фидель Кастро официально передал бразды правления брату в 2011 году

Кубинцы все чаще стали высказывать критику в соцсетях, а появившиеся в интернете негосударственные СМИ — бросать вызов партийной моноплии на информацию.

И хотя до открытых протестов в стране еще не доходило, многие эксперты полагают, что это вопрос времени.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Мигель Диас-Канель считается протеже Рауля Кастро

Что касается Мигеля Диас-Канеля, то, как отмечают эксперты, он сравнительно молод (60 лет). И очень осторожен — постоянно подчеркивает необходимость преемственности в политике во время переходного периода.

Съезд, на котором Кастро объявил об уходе с занимаемой должности, он назвал «съездом преемственности».

«Он всегда умело лавировал в трудные времена, но теперь ставки выше, и ему придется брать бразды правления в свои руки», — сказал о нынешнем президенте и, как ожидается, будущем лидере партии один из бизнесменов-эмигрантов.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кастро во время уборки сахарного тростника в 1970 году

Впрочем, как ожидается, Рауль Кастро, даже уйдя на покой, еще сыграет свою роль в политике.

«Пока я жив, я всегда буду одной ногой оставаться в стремени и буду готов защитить Отечество, революцию и социализм», — заявил он.

Графика. Светотень и перспектива — презентация онлайн

1. ГРАФИКА ПЕРСПЕКТИВА и CВЕТОТЕНЬ

2. ПЕРСПЕКТИВА

Перспекти́ва (фр. perspective от лат. perspicere — смотреть сквозь) — наука об изображении
пространственных объектов на плоскости или какой-либо поверхности в соответствии с теми кажущимися
сокращениями их размеров, изменениями очертаний формы и светотеневых отношений, которые
наблюдаются в натуре.
Понимание принципов построения перспективы – это основа для создания точного и визуально
притягательного художественного произведения.
Для построения перспективы необходимо
Чаще всего в изображении интерьера используются 2 вида:
определиться с планировкой
перспектива с 1 точкой схода
выбрать видовую точку
и с 2-мя точками схода
и тип перспективного изображения.

4. ПРЯМАЯ ПЕРСПЕКТИВА 1 точка схода

3 основных правила ее построения:
1. Вертикальные линии перпендикулярны
линии горизонта или
образовывают угол в 90 градусовпри
пересечении с ней.
2. Горизонтальные линии строго параллельны
линии горизонта и никогда с ней не
пересекутся.
3. Диагональные линии должны пересекаться
с линией горизонта (уходят в точку лежащую
на ней).

10. УГЛОВАЯ ПЕРСПЕКТИВА 2 точки схода

Особенностями данной перспективы
можно выделить следующее:
1. Вертикальные линии перпендикулярны
линии горизонта или образовывают угол
в 90 градусов при пересечении с ней.
2. Диагонали пересекают горизонт в
обеих точках. Противолежащие
диагонали пересекаются между собой.
Линии, параллельные в
плане пересекаются в
одной точке, будь это
пересечение плоскости
потолка и стены или грани,
образующие форму
мебели.
Вертикальные линии
перпендикулярны линии
горизонта или образовывают
угол в 90 градусов при
пересечении с ней.

17. УГЛОВАЯ ПЕРСПЕКТИВА 3 точки схода

Примеры,
иллюстрирующие
построение
перспективы на 2 точки
схода с разным
положением
относительно линии
горизонта и
перспективным
сокращением.
ОКРУЖНОСТЬ
Окружность в перспективе изображается в форме эллипса. Знакомство с перспективным рисун- ком окружности
следует начинать с наиболее простого положения – горизонтального. Один из наи- более распространённого
способа – это построение её на основе квадрата.
Для того, чтобы построить сложный объект,
нужно сначала представить в какой простой
объект впишется этот предмет.
И нарисовав его, как бы отсекая форму,
выстраивать сложный объем
ВОЗДУШНАЯ
ПЕРСПЕКТИВА
Воздушная перспектива
характеризуется исчезновением
четкости и ясности очертаний
предметов по мере их удаления от глаз
наблюдателя.
При этом дальний план характеризуется
уменьшением насыщенности цвета
(цвет теряет свою яркость, контрасты
светотени смягчаются), таким образом
— глубина кажется более светлой, чем
передний план.
Воздушная перспектива связана с
изменением тонов, потому она может
называться также и тональной
перспективой.

32. СВЕТОТЕНЬ

Светотень в рисунке
Задумывались ли вы, что именно столкновение света и тени позволяет
нам увидеть форму предметов. Если выключить свет, то в темноте мы
не увидим никакой формы. Если все осветить очень ярким
прожектором, то формы мы тоже не увидим. Только столкновение
СВЕТОТЕНЬ
света и тени позволяют нам ее увидеть.
Светотень не ложится на предметы как попало. Есть определенные
закономерности, как будет располагаться светотень на разных
формах. И рисующему человеку это необходимо знать.
Основных форм, из сочетания которых можно построить любую
сложную форму, четыре. Это: куб, цилиндр, конус и шар.
У каждой из этих форм есть свои закономерности распространения
светотени и свои отличия.

33. КУБ

Свет и тень на кубе встречаются в одну жесткую прямую линию,
которую называют «линией разлома на светотень» или просто
«разломом».
При этом напряжение тени в сторону света усиливается, также как и
напряжение света в сторону тени.
Другими словами тень на теневой грани куба будет самой темной
там, где она соприкасается с освещенной гранью. В свою очередь и
свет на светлой грани будет светлее у линии разлома.
Таким образом получается, что ни самая темная часть тени, ни самая
светлая часть света не лежат на самом краю формы. У куба разлом
на светотень будет «жестким»

35. ЦИЛИНДР

Разлом на светотень на цилиндре ведет себя в чем-то похожим образом. Свет
и тень здесь тоже как и у куба образуют прямую линию. Тень так же, как и на
кубе будет более напряжена в сторону света. Такое усиление тени в сторону
света – это общая закономерность для любых форм. Свет тоже не лежит на
краю формы. И это тоже общая закономерность.
Но есть и существенные отличия в распространении света по цилиндру. Здесь
свет и тень не встречаются в одну линию, а между ними есть промежуточные
полутона более светлые к свету, и более темные к тени. На цилиндре мы видим
«мягкий» разлом.
КОНУС
Конус очень похож на цилиндр. Линия разлома так же располагается по прямой,
мы наблюдаем «мягкий» разлом. Напряжение света и тени и чередование
полутонов такое же, как на цилиндре.
Тем не менее, конус выделен как одна из четырех основных фигур и у него есть
одно существенное отличие. Чем ‘уже форма, тем напряженнее и контрастнее
становится тень, а там, где форма, становится шире, тень светлеет и как бы
расплывается по форме.
ШАР
У шара наблюдается несколько иная картина. Линия разлома проходит
по окружности, лежащей перпендикулярно направлению источника
света.
Здесь, как и у других форм, усиление тени будет к месту разлома, свет
так же будет лежать не на самом краю формы. Полутона расположатся
концентрическими кругами от света к линии разлома.
Это то, что касается «собственных» теней, т.е. теней на самой форме. А
есть еще и «падающие тени». «Падающей» называют тень, которую
форма отбрасывает на другие поверхности.
ПАДАЮЩАЯ ТЕНЬ
«Падающей» называют тень, которую форма отбрасывает на другие поверхности.
У трех из этих форм – куба, цилиндра и конуса – падающая тень строится по одному принципу, а у шара – по
другому.
КУБ, КОНУС, ЦИЛИНДР
В первом случае есть точка, где разлом
встречается с поверхностью, на которой стоит
форма. Это так называемая «мертвая точка».
Это то место, где заканчивается собственная
тень и начинается падающая. Через эту точку
обе тени связаны.
ШАР
У шара мы наблюдаем другую картину.
Линия разлома проскакивает мимо точки
соприкосновения шара с поверхностью, на
которой он стоит. И «мертвая точка» отсутствует.
Падающая тень ложится вокруг точки
соприкосновения шара, как бы обводя ее.

И еще. Надо различать светотень и тон в рисунке. И то, и другое может
быть сделано с помощью штриховки. Но задачи у светотени и тона
разные.
Светотень – это формообразующее начало. Светотень будет одинаково
ложиться как на белый, так и на черный или цветной предмет. Любая
раскраска предмета или фактура поверхности не изменят законов
распространения светотени.

кубы тень свет рендеринг текстура

Выберите свою модель телефона для предпросмотра

Apple iPhone 6iPhone 11 Pro MaxiPhone 11 ProiPhone 11iPhone XsiPhone XGalaxy Note10Galaxy Note10 PlusiPhone XriPhone 5CiPhone 5iPhone 4Google Pixel 2Huawei Mate 20 ProOnePlus 7 ProOnePlus 7OnePlus 7T ProOnePlus 7TSamsung Galaxy A40Samsung Galaxy Note 8Соотношение 16:10Соотношение 16:9Соотношение 18:9Соотношение 18,5:9Соотношение 19,5:9Соотношение 19:9Соотношение 21:9Соотношение 17:9Apple iPhone 6 PlusApple iPhone 6SApple iPhone 6S PlusApple iPhone 7Apple iPhone 7 PlusApple iPhone SEASUS Zenfone 2 Lazer ZE500KLBlackBerry Bold 9900BlackBerry Z10Fly IQ451 VistaHTC Desire 600HTC Desire CHTC Desire SVHTC Desire VHTC Desire XHTC OneHTC One SHTC One SVHTC One XHTC One X+HTC Windows Phone 8sHTC Windows Phone 8xHuawei Ascend G630Huawei Honor 5XHuawei Honor 6Huawei Honor 7Jiayu G6 AdvancedLenovo IdeaPhone P770Lenovo IdeaPhone S720Lenovo K900Lenovo P70Lenovo S60Lenovo Vibe ShotLG G2 D802LG Nexus 4 16GbLG Nexus 5LG Optimus 4X HDLG Optimus GLG Optimus G Pro E988LG Optimus L5LG Optimus L5 II Dual E455LG Optimus L7 II Dual P715LG Optimus L7 P705LG Optimus L9Meizu M2 Note 16GbNokia 808 PureViewNokia Asha 311Nokia Lumia 520Nokia Lumia 620Nokia Lumia 720Nokia Lumia 800Nokia Lumia 820Nokia Lumia 920Nokia Lumia 925Nokia X Dual SimPhilips Xenium W732Philips Xenium W832Samsung Ativ S 16Gb GT-I8750Samsung Galaxy A5Samsung Galaxy A5 2016Samsung Galaxy Ace Duos GT-S6802Samsung Galaxy Ace GT-S5830Samsung Galaxy Ace II GT-I8160Samsung Galaxy Grand GT-I9082Samsung Galaxy Mega 5. 8 GT-I9152Samsung Galaxy Mega 6.3 8Gb GT-I9200Samsung Galaxy Nexus GT-I9250Samsung Galaxy Note GT-N7000Samsung Galaxy Note II GT-N7100Samsung Galaxy S Duos GT-S7562Samsung Galaxy S II GT-I9100Samsung Galaxy S II Plus GT-I9105Samsung Galaxy S III GT-I9300 16GbSamsung Galaxy S III mini GT-I8190Samsung Galaxy S4 GT-I9500Samsung Galaxy S4 GT-I9505Samsung Galaxy S4 mini GT-I9190Samsung Galaxy S4 mini GT-I9195Samsung Galaxy S4 Zoom SM-C101Samsung Galaxy S5Samsung Galaxy S6 SM-G920FSamsung Galaxy Win GT-I8552Samsung Galaxy Y Duos GT-S6102Samsung Galaxy Y GT-S5360Sony Xperia acro SSony Xperia E dualSony Xperia goSony Xperia ionSony Xperia JSony Xperia LSony Xperia miroSony Xperia PSony Xperia SSony Xperia solaSony Xperia SPSony Xperia tipoSony Xperia TXSony Xperia VSony Xperia ZSony Xperia Z1Sony Xperia Z1 CompactSony Xperia Z2Sony Xperia ZLSony Xperia ZR LTE (C5503)YotaPhone — цвет.YotaPhone — чбHonor 10 lite FHD+

Скачать бесплатно

Скачано 1 575 раз

Рисование куба светом и тенью

Это учебник, который я использовал для своих студентов по рисованию и живописи в колледже Олоне. (Но не стесняйтесь использовать его, если хотите.)

Сфера, куб и конус являются основой для множества фигур, которые вам придется рисовать и раскрашивать. У меня есть PDF-файл с основными фигурами, который вы можете скачать, чтобы распечатать и нарисовать здесь.

Я начинаю с угольного карандаша и держу карандаш так же, как Хамфри Богарт в тех старых фильмах держит сигарету.

Я начинаю с очень легкого наброска ромбовидной формы. Затем я беру спрессованную угольную палочку и использую ее сторону, чтобы нарисовать вертикали. Я держу его в стиле «Богарт» и использую самый длинный край почти как коньки, чтобы сделать вертикальные линии, спускающиеся из каждого угла.

То же самое использование прессованной угольной палочки для создания диагональных линий. Пусть все будет максимально легким! Вы хотите, чтобы линии исчезали, когда вы заштриховываете плоскости.

Укажите на фоне таблицы.

Отбрасываемая тень выкладывается в виде горизонтальной линии, которая начинается от того места, где углы встречаются со столешницей. Один из углов скрыт за корпусом куба. Форма отбрасываемой тени немного напоминает дом, поставленный боком.

Теперь о моменте истины! Я нарисовал все от руки, поэтому, если я приложу Т-образный квадрат к бумаге, мои вертикальные линии действительно будут вертикальными?

Неа! Они не прямые вверх и вниз, поэтому мне нужно это исправить.

Теперь все лучше. Затем я беру кусок прессованного угля и использую его как большую кисть, чтобы массировать самые большие тени и плоскости.

Это прессованная угольная палочка. Это быстрый способ ввести значения, чтобы ускорить рисование. Мой учитель Ирвин Гринберг говорил, что «Большие художники используют большую кисть». Думаю, то же самое относится и к материалам для рисования.

Очень важно работать от фона к переднему плану.

Далее идет отбрасываемая тень.

Используйте ластик для очистки краев, а также для растушевки и растушевки.

Нанесение тона на столешницу. Думаю, мне действительно стоило сделать это раньше.

Использование культи для смешивания и выравнивания тонов.

Используя угольный карандаш, сделайте маленькие штрихи и определите и модулируйте значения.

Я думаю, что создание меток является важной частью рисования. Я использую светлые линии, параллельные сторонам кубов, чтобы выровнять тона и создать некоторую текстуру.

На данный момент этот рисунок является законченной версией, в которой используется создание меток. Важно подумать о направлении и частоте отметок. Некоторые художники вообще не любят делать метки и поэтому полностью смешивают тона.

Далее я покажу вам, как это сделать ближе к концу. Здесь я использую ластик, чтобы начать делать это и исправить ситуацию. На данный момент я как бы просто играю, чтобы сделать его другим.

Light un the Basic For ins — Основы рисования

Когда художник бросает изучение линии и стремится соединить свет и тень, Конструкцию и контур, он вступает в новый мир. ЭТО рисунки начинают обретать качество существования, ибо посредством света и тени мы очерчиваем форму, а весь видимый мир есть только свет на форме.

Такая природа, пока не будут поняты ее пути и законы, может казаться настолько сложной, что почти непреодолимой. Обычно ее формы проявляются с бесконечными вариациями текстуры, и связь ее форм, а также форм, созданных руками человека, с основной формой не всегда очевидна. Поэтому необходимо разработать какой-то простой план, чтобы помочь нам понять сложности, стоящие перед нами.

В качестве подхода мы должны упростить и свет, и форму. Основные формы начинают нас с пути, так как они не имеют сбивающих с толку поверхностных неровностей или изменений цвета или текстуры. Они просто белые, с гладкой поверхностью, что позволяет нам смотреть на эффект света без влияния других факторов.

Нет лучшего места для начала, чем сфера, которая, по-видимому, является основной формой вселенной* Когда солнце освещает нашу вселенную, сферы всех планет всегда наполовину освещены, а наполовину в тени, но поскольку планеты вращаются вокруг своих осей, любое отдельное пятно на этих сферах переходит из света в тень и обратно в свет в ходе одной эволюции. Поскольку свет на сфере сливается с тенью через постепенно темнеющие полутона, вращение сферы земли Отир производит постепенное затемнение дневного света, который мы знаем как сумерки и вечер. Ночью мы достигли теневой стороны, где параллельные лучи солнца уже не могут достать до нас. В полдень мы находимся в центре освещенной области, а в полночь мы находимся в середине теневой области.

Эти факты являются основой всего света и тени, которые Мы когда-либо нарисуем. На освещенной сфере есть высшая точка света, где поверхность почти плоская или находится под прямым углом к ​​источнику света.Эта часть собирает больше световых лучей, чем любая другая. Это мы называем изюминкой. Он всегда находится на кратчайшем расстоянии от поверхности формы плитки до источника света. Поскольку поверхность находится далеко от источника, она собирает меньше лучей, и лилии создают полутона. Затем край тени начинается там, где световые лучи касаются поверхности сферы. Следовательно, если у нас есть установленное направление источника света, мы можем приблизиться к тому, где начинается тень на любой округлой или сферической поверхности для m. Она всегда находится на средней отметке вокруг формы.

Первый основной закон света ты таков: Свет от tfrtj/ Ungle source должен. Ирутель в прямом штрафе. Таким образом, íi tul не может достигать более половины tcdij вокруг формы arty routul.

Следующий закон вытекает из первого: любая sw-грань освещается в соответствии с углом ее поверхности ú¡ по отношению к направлению источника света. Тогда самые яркие плоскости либо плоские, либо расположены под прямым углом к ​​свету. С каждым увеличением iii кривой от перпендикуляра к источнику света значение плоскости темнеет до тех пор, пока оно не выщелачивает максимальную темноту, которая находится на краю тени и сразу за ним.

Следующий закон следует в упорядоченной последовательности: только фактическая плоскость может быть равномерно освещена в одном и том же танце. .так как изогнутые и закругленные плоскости всегда производят эффект градуированных полутонов. В этом заключается смысл освещения формы. Плоские области плоские по тону или значению, закругленные области смоделированы в градуированных тонах. То, как мы обращаемся с областью, показывает наблюдателю округлость или плоскость и, таким образом, устанавливает идентичность формы.

Сфера или яйцо — единственная форма без плоскостности.Cuhc или блок без округлости. Поэтому сфера или подобные формы могут быть воспроизведены только в градуированных тонах, а куб или блок — только в плоских тонах. Все формы состоят либо из толстых плоскостей, либо из закругленных поверхностей, либо из комбинации того и другого.

Теперь давайте подумаем о тени. Когда поверхность наклонена так, что линейка, лежащая на плоскости, не может указывать на источник света, эта область должна быть обозначена как тень. Поэтому между освещенными участками могут быть тени, например, в складках драпировки.На самом деле любое углубление или углубление идентифицирует себя с полутоном или тенью. Любой выступ на поверхности имеет более светлый оттенок на сторонах, обращенных к свету, и полутон на других сторонах, и, если он достаточно высок, отбрасывает тень на поверхность.

Возвращаясь к сфере, внимательно посмотрим на теневую сторону. Мы обнаруживаем, что самая темная часть тени находится вблизи края света. Тень может быть плоской, только если нет отраженного Света. Так мы видим полумесяц.Нет ничего, что освещало бы тень. Однако, поскольку все, что находится на свету, также отражает его, тени, которые мы видим, обычно берут на себя часть отраженного света освещенных поблизости плоскостей, и поэтому тона внутри отмели несколько светлее ее краев. Этот более темный край тени на округлой форме иллюстраторы называют «горбом». Будучи более темным, он имеет тенденцию подчеркивать яркость освещенных участков рядом с ним, а также придавать воздушность и светимость теневым участкам.Этот «горб» возникает только тогда, когда первоначальный свет отражается обратно на объект. Если отраженный свет не отбрасывается прямо на источник света, этот более темный край исчезает, поскольку он вызван тем, что ни свет, ни отраженный свет может падать на угол плоскости или поверхности в этой точке. Чтобы получить этот прекрасный фотографический эффект, заполняющий свет должен быть направлен прямо на основной источник света и иметь не более половины его интенсивности. подготовки хорошей фотографической копии, с которой можно рисовать.

Поскольку любой объект можно перемещать относительно источника света, и мы можем смотреть на объект с любой точки зрения, мы можем видеть свет и тень в любом соотношении на объекте. Если мы смотрим на источник света, мы видим любой объект между нами и источником в полной тени, потому что мы находимся на теневой стороне. Если источник света находится прямо позади нас или между нами и объектом, мы видим объект в полном свете без тени. Это эффект, который мы получаем на фотографиях со вспышкой на камере. Рисунок в этих условиях будет состоять только из света и полутонов, с самыми темными тенями по краям или контурам.Если объект расположен под прямым углом к ​​нашему положению и к источнику света, он виден как h;dl- в свете и наполовину в тени. Если его поместить в одно из положений четверти, оно будет либо на три четверти освещено, либо на четверть в тени, либо наоборот.

Понимая эти факты, мы можем нарисовать сферу, как если бы она освещалась с любого выбранного нами направления. Переворачивая рисунок с конца, мы можем получить эффект нахождения источника света над или под сферами. Между прочим, четвертное освещение обычно более удовлетворительно для живописи, чем полусвет и полутень.Доминирование либо света, либо тени более эффективно, чем их равное разделение. Полное переднее освещение очень хорошо подходит для создания простых или постерных эффектов. Он широко используется, среди прочих, Норманом Роквеллом.

Использование двух источников света может нарушить целостность формы. Перекрестное освещение — источники света как справа, так и слева от художника — особенно плохо, потому что оно разбивает все на мелкие огни и тени. Открытый солнечный свет или дневной свет — идеальный свет для рисования или живописи.

Светящаяся сфера и ее тень на плоскости земли дуги показаны на странице Si. Центральная линия света — это линия, проходящая через центр сферы от источника света. Точка, в которой эта линия касается плоскости земли, является центром отбрасываемой тени, которая всегда выглядит как эллипс.

Сферы A и B на странице 82 показывают очень важную разницу между эффектами прямого света с его отбрасываемой тенью и рассеянного света с его рассеянной тенью. В сфере А

Iktr.LTA andAtte re-Ate cAed AiCfAfA coifkiti AAte rAta dow, 7ke cads/taA-oca o/t Ake Groundpta/te начинается с tAusbated

ТЕНЬ ОТ СФЕРЫ В ПЕРСПЕКТИВЕ

/HüDOW Cast TOGfi.O(;wp

Продолжить чтение здесь: Освещение основных форм

Была ли эта статья полезной?

локаций Shadow Stone в Fortnite: где найти и как сблизиться с игрокомВот места для обоих предметов.

Последнее обновление Fortnite, 18.30, наконец-то представило секретный скин текущего сезона для боевого пропуска. Выполняя квесты Cube Queen, игроки теперь могут разблокировать злодейский скин для себя, а также множество подходящих косметических средств.

Чтобы разблокировать украшение на спину «Последняя матрица реальности», вам нужно найти теневой камень или теневой флоппер и находиться рядом с игроком в течение 3 секунд. Эти предметы не отмечены на карте, поэтому вам нужно знать, где их искать.

---

Содержимое

---

Где найти Shadow Stones в Fortnite

Вы можете найти Shadow Stones на земле возле любого места крушения НЛО . Эти места крушения можно найти на карте Fortnite на краю оранжевых биомов, выходящих из Конвергенции в центре острова.

Epic GamesShadow Stones можно найти на этих местах крушения НЛО.

Приземлитесь на одну из них и найдите маленький фиолетовый куб на земле. Они часто приходят группами, поэтому у вас не должно возникнуть особых проблем с их обнаружением.Если их нет, отправляйтесь на другое место крушения НЛО.

Как только вы найдете Shadow Stone, взаимодействуйте с ним, чтобы «поглотить» его, и вы сможете продолжить квест.

Epic GamesЭто Shadow Stones, которые вы ищете.

Где найти Shadow Floppers в Fortnite

В отличие от Shadow Stones, Shadow Floppers нужно найти во время рыбалки . Вы можете сделать это в любом месте для рыбалки, но шансы получить его довольно малы, так как вместо этого вы можете поймать огромное количество рыбы и оружия.

По этой причине мы рекомендуем вместо этого поискать Shadow Stone, так как это должно значительно облегчить выполнение этого квеста. Если вы решите, что вместо этого вам нужен Shadow Flopper, озеро над Misty Meadows — хорошее место для рыбалки.

Как приблизиться к игроку на 3 секунды в Fortnite

Как только вы съедите Shadow Stone или Flopper, вы начнете переходить в фазу, что означает, что вы появляетесь в виде фиолетового призрака и быстро парите по острову. Быть рядом с игроком в течение 3 секунд так же просто, как проводить время рядом с ним.

Epic GamesВот что происходит, когда вы фазируете с теневым камнем.

Эффекты Shadow Stone или Shadow Flopper длятся недолго, поэтому вам нужно будет использовать один из них, пока поблизости есть враг. Мы рекомендуем приземляться где-нибудь по траектории полета боевого автобуса, где он будет занят.

Это все, что вам нужно знать о поиске Shadow Stones и Floppers! Вы можете найти подробности об остальных квестах Cube Queen здесь или посетить нашу домашнюю страницу Fortnite для получения последних новостей, утечек и руководств.

Алиса, Боб и средняя тень куба

История о двух решателях проблем. Видео Numberphile о парадоксе Бертрана: https://youtu.be/mZBwsm6B280 Помогите финансировать будущие проекты: https://www.patreon.com/3blue1brown​ Особая благодарность этим сторонникам: https://3b1b.co/lessons/newtons-fractal#thanks Не менее ценной формой поддержки является просто обмен видео. Любопытно, почему площадь поверхности сферы ровно в четыре раза больше ее тени?

История о двух решателях проблем. Видео Numberphile о парадоксе Бертрана: https://youtu.be/mZBwsm6B280 Помогите финансировать будущие проекты: https://www.patreon.com/3blue1brown​ Особая благодарность этим сторонникам: https://3b1b.co/lessons/newtons-fractal#thanks Не менее ценной формой поддержки является просто обмен видео. Любопытно, почему площадь поверхности сферы ровно в четыре раза больше ее тени? Если вам понравилась эта тема, вам также понравятся видеоролики Mathologer, посвященные очень интересным фактам о кубических тенях: Часть 1: https://youtu. be/rAHcZGjKVvg Часть 2: https://youtu.be/cEhLNS5AHss Впервые я услышал эту головоломку на семинаре по решению задач в Стэнфорде, но общий результат для всех выпуклых тел первоначально был доказан Коши. Mémoire sur la rectification des courbs et la quadrature des surface courbs by М. Огюстен Коши https://ia600208.us.archive.org/27/items/bub_gb_EomNI7m8__UC/bub_gb_EomNI7m8__UC.pdf Обложку для этого видео нарисовал Курт Брунс. ——————— Временные метки 0:00 — Игроки 5:22 — С чего начать 9:12 — Первоначальные мысли Алисы 13:37 — Собираем кубик 22:11 — заключение Боба 29:58 — Вывод Алисы 34:09 — Что лучше? 38:59 — Домашнее задание —————— Эти анимации в основном создаются с использованием пользовательской библиотеки Python, manim.Смотрите ответы на часто задаваемые вопросы здесь: https://www.3blue1brown.com/faq#manim https://github.com/3b1b/маним https://github.com/ManimCommunity/manim/ Вы можете найти код для конкретных видео и проектов здесь: https://github.com/3b1b/videos/ Музыка Винсента Рубинетти. https://www.vincentrubinetti.com/ Скачать музыку на Bandcamp: https://vincerubinetti.bandcamp.com/album/the-music-of-3blue1brown Потоковое воспроизведение музыки на Spotify: —————— 3blue1brown — это канал об оживлении математики во всех смыслах этого слова.И вы знаете, как работать с YouTube, если вы хотите быть в курсе новых видео, подпишитесь: http://3b1b.co/subscribe Различные материалы для социальных сетей: Сайт: https://www.3blue1brown.com Твиттер: https://twitter.com/3blue1brown Реддит: https://www.reddit.com/r/3blue1brown Инстаграм: https://www.instagram.com/3blue1brown_animations/ Патреон: https://patreon.com/3blue1brown Facebook: https://www.facebook.com/3blue1brown

[…]

История о двух решателях проблем.Видео Numberphile о парадоксе Бертрана: https://youtu.be/mZBwsm6B280 Помогите финансировать будущие проекты: https://www. patreon.com/3blue1brown​ Особая благодарность этим сторонникам: https://3b1b.co/lessons/newtons-fractal#thanks Не менее ценной формой поддержки является просто обмен видео. Любопытно, почему площадь поверхности сферы ровно в четыре раза больше ее тени? Если вам понравилась эта тема, вам также понравятся видеоролики Mathologer, посвященные очень интересным фактам о кубических тенях: Часть 1: https://youtu.be/rAHcZGjKVvg Часть 2: https://youtu.be/cEhLNS5AHss Впервые я услышал эту головоломку на семинаре по решению задач в Стэнфорде, но общий результат для всех выпуклых тел первоначально был доказан Коши. Mémoire sur la rectification des courbs et la quadrature des surface courbs by М. Огюстен Коши https://ia600208.us.archive.org/27/items/bub_gb_EomNI7m8__UC/bub_gb_EomNI7m8__UC.pdf Обложку для этого видео нарисовал Курт Брунс. ——————— Временные метки 0:00 — Игроки 5:22 — С чего начать 9:12 — Первоначальные мысли Алисы 13:37 — Собираем кубик 22:11 — заключение Боба 29:58 — Вывод Алисы 34:09 — Что лучше? 38:59 — Домашнее задание —————— Эти анимации в основном создаются с использованием пользовательской библиотеки Python, manim. Смотрите ответы на часто задаваемые вопросы здесь: https://www.3blue1brown.com/faq#manim https://github.com/3b1b/маним https://github.com/ManimCommunity/manim/ Вы можете найти код для конкретных видео и проектов здесь: https://github.com/3b1b/videos/ Музыка Винсента Рубинетти. https://www.vincentrubinetti.com/ Скачать музыку на Bandcamp: https://vincerubinetti.bandcamp.com/album/the-music-of-3blue1brown Потоковое воспроизведение музыки на Spotify: —————— 3blue1brown — это канал об оживлении математики во всех смыслах этого слова.И вы знаете, как работать с YouTube, если вы хотите быть в курсе новых видео, подпишитесь: http://3b1b.co/subscribe Различные материалы для социальных сетей: Сайт: https://www.3blue1brown.com Твиттер: https://twitter.com/3blue1brown Реддит: https://www.reddit.com/r/3blue1brown Инстаграм: https://www.instagram.com/3blue1brown_animations/ Патреон: https://patreon.com/3blue1brown Facebook: https://www. facebook.com/3blue1brown

Мягкая двусторонняя фильтрация объемных теней с использованием кубических карт теней

Abstract

Объемные тени часто повышают реалистичность визуализируемых сцен в компьютерной графике.Типичные техники объемных теней не обеспечивают эффекта плавного перехода в реальном времени с сохранением четкости границ. В этом исследовании представлена ​​новая методика создания объемных теней высокого качества путем выборки и интерполяции. В отличие от обычного метода лучевого марша, который требует много времени, этот предлагаемый метод использует понижение частоты дискретизации при расчете лучевого марша. Кроме того, рассеяние света вычисляется в буфере расширенного динамического диапазона для создания тональной компрессии.Двусторонняя интерполяция используется вдоль лучей обзора для плавного перехода объемных теней относительно сохраняющих краев. Кроме того, в этом методе применялась кубическая карта теней для создания нескольких теней. Вклад этого метода заключается в уменьшении количества точек выборки при оценке светорассеяния, а затем введении двусторонней интерполяции для улучшения объемных теней. Этот вклад достигается за счет значительного устранения присущих картам теней недостатков. Этот метод позволяет получать мягкие чудесные объемные тени, обладая хорошей производительностью и высоким качеством, что показывает его потенциал для интерактивных приложений.

Образец цитирования: Ali HH, Sunar MS, Kolivand H (2017) Мягкая двусторонняя фильтрация объемных теней с использованием кубических карт теней. ПЛОС ОДИН 12(6): e0178415. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178415

Редактор: Юдонг Чжан, Нанкинский педагогический университет, КИТАЙ

Получено: 12 августа 2016 г.; Принято: 18 апреля 2017 г .; Опубликовано: 20 июня 2017 г.

Copyright: © 2017 Ali et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все данные доступны в документе.

Финансирование: Это исследование было поддержано Vot. Q.J130000.2528.12h28 RUG в MaGIC-X (Центр передового опыта в области медиа и игр) Центр цифровых медиа UTM-IRDA Universiti Teknologi Malaysia 81310 Skudai Johor, МАЛАЙЗИЯ.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

Рендеринг реалистичных объемных теней с интерактивной скоростью остается открытым вопросом исследования [1]. Несмотря на значительные усилия по моделированию объемных теней, до сих пор не дали убедительных результатов. Результаты предшествующих исследований в целом не могли дать реалистичного представления об обсуждаемом явлении. Проблема заключается в определении области, которая заблокирована от источника света, что увеличивает сложность уравнения рендеринга.Следовательно, исключение этой области из уравнения рендеринга при оценке светорассеяния может привести к улучшению производительности [2][3]. Кроме того, определение того, можно ли увидеть какую-либо линию непосредственно от источника света для каждой точки сцены, является еще одной проблемой. Поэтому многие исследования были сосредоточены на поиске эффективных методов отслеживания лучей, испускаемых источником света, которые попадали бы в точки выборки вдоль лучей камеры до зрителя.

Обычно рассчитывается взаимодействие света в точках поверхности, при этом эффект рассеяния света в участвующих средах также важен и должен рассчитываться для каждой точки вдоль лучей обзора.Обычный марш-бросок лучей — это один из методов, которые обычно используются при рендеринге рассеяния света путем накопления значений сэмплов вдоль лучей обзора. Поэтому, чтобы определить, может ли свет рассеиваться в точке, нужно в первую очередь смотреть на источник света. Поиск в двумерном поле высоты используется для достижения этого процесса, когда рассеяние происходит вдоль луча от поверхности к зрителю. В то время как часть излучения, проходящего вдоль луча, поглощается или рассеивается, участвующие среды могут перенаправлять рассеянное излучение, так что дополнительное излучение достигает зрителя по тому же лучу обзора.Это перенаправленное излучение происходит от общего рассеяния света участвующими средами. Исходя из этого предположения, предлагаемые методики пока неэффективны в режиме реального времени. Поэтому требуется тщательная имитация, чтобы соответствовать реализму и обеспечить явления, близкие к реальному миру. Объемные тени являются одним из этих явлений, которые появляются в результате существования блока в сцене, которые синхронизируются с взаимодействием света в участвующих средах. Это глубоко зримое явление, и оно часто удовлетворяет художественным требованиям.

Многие приложения использовали модели для визуализации эффекта объемных теней, которые обеспечивают реалистичные изображения во многих различных областях, таких как браузеры Земли, такие как Google Earth, авиасимуляторы, Nasa WorldWind, Celestia, медицинская визуализация, игровая и киноиндустрия, развлечения и безопасность. ориентированных исследований, таких как видимость дорожных знаков в туманную погоду или указателей выхода в задымленном помещении [4] [5] [6]. С другой стороны, в приложениях дополненной реальности объемные тени кажутся более реалистичными за счет объединения информации RGB и глубины [7] [8], что позволяет плавно смешивать виртуальные эффекты с реальным миром.Кроме того, для мобильных визуальных приложений этот эффект может заключаться в повышении качества синтезируемых изображений [9][10].

Методы полного перебора могли вычислить все точки, включая невидимые точки источника света в пространстве образцов вдоль всего луча обзора. Это означает, что они вычисляют все сэмплы, в том числе заблокированные от источника света. Следовательно, исключение из расчета частей выборочных точек на луче зрения, которые перекрываются от источника света из-за наличия препятствия в сцене, является чрезвычайно важным вопросом.Карты теней можно использовать для определения набора точек, которые заблокированы от источника света в кубических картах теней. Основная идея состоит в том, чтобы ускорить рендеринг, определяя определенные точки для оценки светорассеяния вместо всех точек обзора лучей, как это делают методы грубой силы. Это исследование направлено на получение высококачественных мягких объемных теней, предлагая метод SoftBiF-VS, особенно на их границах, с производительностью, достаточно высокой для рендеринга в реальном времени. SoftBiF-VS включает в себя два важных аспекта.Во-первых, он определяет точки даунсэмплинга в методе лучевого марша. Во-вторых, сцена визуализируется с точки зрения камеры путем двусторонней интерполяции для получения мягких объемных теней.

Этот метод имеет два основных преимущества. Во-первых, двусторонняя фильтрация делает детали изображения гладкими, за исключением прерывистой глубины. Это означает, что эффект билатерального фильтра заметно проявляется на краях объемных теней. Во-вторых, этот метод значительно уменьшает количество точек выборки, в то же время выигрывая от влияния двусторонней фильтрации. Этот метод работает эффективно и точно для визуализации мягких объемных теней в режиме реального времени.

В следующем разделе резюмируется соответствующая работа. В третьем разделе исследуется методология достижения цели исследования. Результаты и соответствующие обсуждения представлены в четвертом разделе. В пятом разделе представлены выводы и выдвинуты предложения для будущей работы.

Связанная работа

Представлен Max[11], основанный на сканировании метод для определения яркой и темной областей атмосферы путем внесения объемов теней.Добаши [12] предложил решение для создания эффекта объемных теней с помощью субдискретизации. Хотя результаты объемных теней были приемлемы для глобального освещения, этот метод создавал артефакты для локального освещения из-за подплоскостей.

Biri et al. [13] представили математические формулировки уравнения переноса яркости для имитации объемных теней на основе объемов теней и тумана. Однако в этих методах использовались возможности и возможности графического оборудования. Несмотря на эффективность, эффекты объемных теней не проявлялись точно.Это произошло потому, что изменение плотности участвующих сред не совпадало с изменением рассеянного света.

Wyman, C., & Ramsey, S. [14] их подход к визуализации эффектов объемных теней, индуцированных рассеянием света. Этот метод сочетал субдискретизацию и тени на основе геометрии для ускорения алгоритма грубой силы. Вид луча, который способствовал рассеянию, был рассчитан с использованием метода субдискретизации. Затем были применены тени на основе геометрии, чтобы определить освещенное и неосвещенное пространство.Однако тени на основе геометрии были непрактичны для сложных сцен.

T´oth и др. [15] предложили метод уменьшения количества выборок, основанный на взаимосвязи между пикселем и его ближайшими соседями, для вычисления результатов рассеяния света друг друга.

Engelhardt et al., [16] предложили метод для вычисления интенсивности переноса яркости на глубинных разрывах вдоль эпиполярных линий пространства изображения. В то же время другие интенсивности были интерполированы между глубинами разрывов, чтобы уменьшить количество выборок.Этот метод был непомерно дорогим для сложных сцен, что было существенным недостатком.

Baran et al., [17] представили метод пошаговой интеграции с использованием эпиполярного выпрямления для получения хороших характеристик. Недостатком этого метода было появление артефактов. Chen et al. [18] расширили метод инкрементной интеграции, полагаясь на одномерную мип-карту min-max. Этот метод не только вычислял эпиполярные линии света, но и просматривал лучи для получения высокой производительности. Этот метод страдал от проблем с численной стабильностью, когда источник света находился внутри усеченного конуса камеры, и для таких конфигураций необходимо было использовать другие подходы.

Wyman C. [19] предложил метод вокселизированных теневых объемов для запросов видимости, в котором использовалось эпиполярное пространство для понижения дискретизации вокселизации. Этот метод применял параллельное сканирование вдоль лучей обзора с использованием побитового ИЛИ вместо добавления оператора для создания вокселизированных теневых объемов. Преимуществами этого метода были: 1) отдельная геометрическая сложность, 2) снижение затрат на видимость и 3) несколько когерентных операций поиска в кэше. Однако этот метод неэффективен с площадным источником света, что является артефактом, а наложение спектров было недостатком этого метода.Wyman C. & Dai, Z., [20] улучшили описанный выше метод, чтобы избежать проблем при использовании широких источников света.

Лин Х. и др. [21] предложили метод уменьшения количества точек выборки для создания объемных теней в динамических сценах. Этот метод основан на принятии решения о том, следует ли повторно вычислить пиксель или использовать информацию из предыдущего кадра. Однако ускорение уменьшалось, когда движущиеся объекты и их тени, основанные на геометрии, содержали много пикселей экрана или камера непрерывно перемещалась.

Klehm O. et al., [22] предложили метод, называемый исправлением карт теней, для уменьшения выборки вместо использования метода грубой силы. Этот метод хорошо зарекомендовал себя и дал качественные результаты. Тем не менее, этот метод не был успешным, когда лучи зрения и света не были параллельны друг другу, что означало, что источник света был непосредственно невидим.

КлемО. и др., [23] предложили метод для добавления и редактирования дыр в карте теней сгенерированного луча света. Эта техника может служить художественным требованиям, основанным на интуитивном изменении эффектов светового интеграла.Тем не менее, эта методика не обеспечивала реалистичного вида объемных теней из-за некорректной информации. В этой статье делается попытка создать реалистичные границы объемных теней, как в реальном мире. Али и др. [24] предложили метод SBFS, основанный на двусторонней фильтрации, для создания мягких карт теней с использованием нескольких алгоритмов на основе изображений.

Метод SoftBiF-VS реализован для создания мягких объемных теней. Эта методика основана на моделировании объемного точечного источника света.В реальном мире источники света всегда создают определенные объемы [25] [26]. Однако объем между окклюдерами и отбрасывателем теней, фокусирующимся в приемнике теней, является критической частью в тенях. Поэтому в этом исследовании мы сосредоточились на границе теневого объема, которая создает реалистичные объемные тени. Этот эффект создается путем наложения линейного и объемного HDR, а также интерполяции с использованием билатерального фильтра.

Метод

Мягкая двусторонняя фильтрация объемных теней (SoftBiF-VS) вдохновлен появлением пространства полутени на границах объемных теней, когда перед точечным источником света находится блокатор Рис. 1.Пространство полутени представляет собой пограничную область плавного перехода между неосвещенными и освещенными объемными тенями. Обычно пространство полутени на границах объемных теней имеет плавный градиент с сохранением краев. Каждое ребро представляет собой тень для частично заблокированной точки световых точек. SoftBiF-VS принял эту концепцию, используя кубические карты теней для отбрасывания мягких объемных теней во всех окружающих направлениях. Где каждое направление представляет усеченный вид источника света для грани кубической карты.Эта усеченная видимость будет немного сдвинута несколько раз, чтобы создать точки выборки света. Эти точки определяли объемные тени при оценке светорассеяния методом лучевого марша. Следовательно, объемные тени обрабатываются с помощью двусторонней интерполяции пикселей вдоль и между краями.

SoftBiF-VS предполагает набор точек освещения в центре карты теней куба, эти точки имеют матрицы вида, которые участвуют в создании теней. Преимущество этой техники заключается в получении отчетливых мягких объемных теней с развивающимися перекрытиями между краями.Кроме того, он позволяет убрать алиасинг с границ, присущий карте теней.

Короче говоря, этот метод использует кубическую карту теней, основанную на объемном точечном свете. Таким образом, объемные тени генерируются в зависимости от граней карты теней куба. Существенным моментом этой техники является фильтрация, чтобы сделать пространство полутени правильно видимым. Этот процесс выполняется путем двусторонней интерполяции для получения мягких объемных теней. В следующем разделе описана эта процедура.

Модель светорассеяния

В этом исследовании для создания объемных теней используется модель однократного рассеяния света. Техника SoftBiF-VS требует интеграции освещения, затухания и рассеяния с использованием трассировки лучей вдоль лучей обзора. В этом методе понижающая дискретизация применяется для уменьшения количества точек выборки. Цвет каждой точки выборки оценивается для проецирования на пиксели изображения на экране. Следовательно, яркость, которая перенаправляется от выборки, указывает на луч обзора в сторону камеры для вычисления ее вклада.Чтобы объяснить вклад рассеяния, мы начнем с оптической глубины, как в уравнении.

(1)

Где D — оптическая толщина, tE — коэффициент экстинкции текстуры, а s — размер шага на луче обзора. Эта формула используется для расчета затухания, которое приводит к постепенной потере интенсивности светорассеяния в участвующих средах. Именно в процессе затухания получается рассеянный свет на луче обзора от объекта к глазу. Рассеяние света в каждой точке вычисляется по следующему уравнению.

(2)

Где F — свет, рассеянный в заданной точке, l — освещение, рассчитанное для каждой точки вдоль луча глаза на основе излучения положения источника света и текущего положения, а tS — рассеяние текстуры . Это уравнение вычисляется для определения рассеяния света для каждой точки выборки на луче обзора. Рис. 2 иллюстрирует модель светорассеяния с различными параметрами. Стрелка указывает на исчезновение светорассеяния, показанного градацией от красного к белому от объекта к зрителю.Желтые точки относятся к точкам, которые можно наблюдать из источника света. Черные точки обозначают тень позади блокирующего.

Фактически, U _sh вычисляется из значения карты глубины для текущей позиции.

(3)

Где P — глубина световой точки, а p — текущая глубина положения. U _sh представляет функцию видимости, которая может определить видна ли точка от источника света или нет.Таким образом, вычисляется количество рассеяния света L _s , которое достигает глаза в соответствии с уравнением (4).

(4)

Количество рассеянного света для каждого пикселя изображения на экране представляет собой накопление рассеяния света для всех точек выборки, умноженное на значение затухания вдоль луча обзора.

Кубические карты теней

Для того, чтобы отобразить фактические всенаправленные тени, положение источника света помещается в центр карты куба. Затем для каждой усеченной пирамиды определяются ближняя и дальняя плоскости по положению камеры, как показано на рис. 3 (слева).Положение камеры может быть обновлено в зависимости от матрицы вида проекции на каждую грань куба. Эти грани представлены по осям X, Y и Z в положительном и отрицательном направлениях, как показано на рис. 3 (справа). Сцена визуализируется из положения камеры за кадром с использованием объекта кадрового буфера. Текстурное освещение создается с помощью пиксельного шейдера в шести направлениях для граней кубической карты теней с использованием точечной объемной тени. Эффект теней возникает путем сэмплирования текстуры для каждой грани карты куба, где важную роль в построении теней играет графическое оборудование.

Двусторонняя фильтрация

Обычно при уменьшении сэмплов для расчета светорассеяния появляются артефакты в результате так называемого даунсэмплинга. Проблема понижения разрешения сосредоточена на границах между светом и тенью, где находится либо в области света, либо в тени, а значит, нет плавного перехода между их границами. Для решения этой проблемы используется билатеральная фильтрация, которая является одним из нелинейных фильтров, позволяющих восстановить плавный переход на этих границах [27].

Двусторонняя фильтрация успешно справляется со стохастическими явлениями, когда значение цвета для каждого пикселя изображения заменяется средневзвешенным значением цветов для соседних пикселей, как показано на рис. 4. Он имеет ряд важных характеристик, включая сохранение границ, что приводит к от различий между цветами на границах теней. Кроме того, он смягчает области между краями изображения с помощью фильтра Гаусса [28].

Таким образом, билатеральный фильтр — это неитеративный фильтр с учетом границ, в котором зависит свертка с гауссовым весом, чтобы каждый пиксель вносил вклад в результат доменного фильтра с гарантией сглаживания.Между тем, диапазонный фильтр, который запрещает влияние пикселей на резкое изменение интенсивности, вычисляется как: (5)

Где W — нормализация как: (6)

Ядро диапазона G _hr используется для размытия различий в цветах, где оно способствует уменьшению влияния удаленных пикселей для определения фильтрации диапазона. Хотя ядро ​​домена G _hd используется для размытия различий в координатах, оно также уменьшает влияние пикселя p со значением цвета для представления фильтрации домена. Параметры h _r и h _d являются мерами для вычисления степени фильтрации изображения g для расположения пикселей и значений пикселей соответственно. В этом методе изображение g(p) фильтруется на основе выборки для каждого пикселя, чтобы создать плавный переход в областях объемных теней. f является исходным входным изображением, и его координаты центрированы в p . Текущий пиксель p должен быть отфильтрован, а M является маской.Вес 90 237 W 90 238 присваивается с использованием пространственной близости и различий интенсивности[29]. В этом методе вес вычисляется на основе распределения Гаусса, как: (7) h — пространственная протяженность ядра, размер рассматриваемой окрестности, его необходимо скорректировать для получения сравнимых результатов. В то время как h _r — это минимальная амплитуда края, где количество желаемых цветов устанавливается для достижения комбинированного значения пикселей. Это означает, что как h _r , так и h _d могут контролироваться по результатам двусторонней фильтрации.Например, когда h _r увеличивается с помощью двустороннего фильтра, оно становится более похожим на размытие по Гауссу, поскольку диапазон Гаусса более плоский. При увеличении параметра домена h _d становится более плавным.

Умноженные веса двусторонней фильтрации имеют важные особенности. Это связано с тем, что, когда ни один из весов не близок к нулю, сглаживание не происходит. Кроме того, билатеральный фильтр разделяет входное изображение на крупномасштабную и мелкомасштабную составляющие.Крупномасштабный компонент учитывает сглаживание входных данных для сохранения основных краев. При этом мелкомасштабная составляющая считается остатком фильтра, который можно использовать как текстуру или шум путем интерполяции.

Мягкие объемные тени

В качестве основной цели SoftBiF-VS представляет новый подход к улучшению границ объемных теней для пикселей в экранном пространстве. Двусторонняя интерполяция применяется в кубической карте теней на границах теней, поскольку каждый пиксель в своей глубине соответствует пикселю в глубине камеры.Следовательно, билатеральная фильтрация влияет на изображение, особенно вдоль и между краями выборок полутеневого пространства.

В этом методе механизм действия основан на двусторонней одномерной интерполяции вместо двухмерной двусторонней фильтрации для снижения стоимости. Это означает, что фильтры, используемые один за другим, фильтруют каждую строку изображения, а затем каждый столбец. Когда цвет и глубина центрального текселя определены, затем выполняется пошаговое перемещение к строке и столбцу для накопления значений в двух направлениях, положительном и отрицательном, соответственно, от центрального текселя, эти шаги называются касаниями.Этот процесс приводит к плавным переходам в вертикальном и горизонтальном направлениях с сохранением четких краев. На рис. 5 показан процесс двусторонней фильтрации в вертикальном и горизонтальном направлениях. Шаги процесса фильтрации состоят из одного центрального касания и восьми других касаний, по четыре с каждой стороны от центрального пикселя в обоих направлениях по вертикали и горизонтали.

В приведенном выше случае сложность становится O (| S |σ _s ) вместо O (| S ² |), поскольку окрестности заменяются из 2D в 1D, где | С | размер пространственной области.Результаты этого подхода значительно быстрее, чем билатеральная двумерная фильтрация. Кроме того, этот метод вычисляет разделимую аппроксимацию ядра билатерального фильтра, выровненную по оси. Таким образом, этот метод повышает качество результата, особенно на наклонных границах, но арифметически более включен, поскольку одномерные двусторонние фильтры не выровнены по оси.

Рис. 6 иллюстрирует визуальную основу метода SoftBiF-VS для создания мягких объемных теней на границах объемных теней путем рендеринга 3D-сцен.Сцена на рис. 6(A) представляет исходное входное изображение без освещения. На рис. 6(B) показана сцена с освещением с использованием пиксельного шейдера в объекте кадрового буфера. На рис. 6(C) сцена визуализировалась с использованием линейного буфера с высоким динамическим диапазоном. На рис. 6(D) визуализировалась сцена с использованием объемного буфера с высоким динамическим диапазоном для создания рассеяния света. На рис. 6(E) показаны результаты компоновки (c) и (d) с использованием пиксельного шейдера в объекте кадрового буфера для получения более качественных изображений рассеяния света. На рис. 6(F) сцена визуализировалась с кубической картой теней, что сделало очевидным эффект объемных теней.На рис. 6(G) использовалась двусторонняя фильтрация для получения мягких объемных теней. Понижение дискретизации и двусторонняя фильтрация могут генерировать сглаженные границы с четкими краями. Окончательное изображение имеет эффективную визуализацию мягких объемных теней.

Рис. 6.

Визуальная структура SoftBiF-VS, (a) исходное входное изображение без освещения, (b) с освещением, (c) линейный HDR, (d) объемный HDR, (e) композитинг между (c) и ( d), (f) рендеринг тени кубической карты и (g) рендеринг двусторонней фильтрации.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178415.g006

Плавный переход на границах объемных теней лежит за пределами появления мягких объемных теней. Другими словами, сосредоточение внимания на сглаживании области между этими границами при сохранении краев может улучшить внешний вид мягких объемных теней. Тем не менее, этот процесс является непомерно дорогим. Чтобы решить эту проблему, была использована двусторонняя интерполяция для получения лучшего результата за счет использования понижающей дискретизации.В этом случае были просто сгенерированы мягкие объемные тени, которые имеют высокое качество, и процесс выполняется хорошо на основе простого алгоритма, который поясняется далее.

Алгоритм

SoftBiF-VS.

SoftBiF-VS основан на субдискретизации марширующего луча для генерации рассеяния света для каждого пикселя. Он составлен из линейного HDR и объемного HDR, чтобы придать большую яркость рассеянию света. Кубические карты теней играют важную роль в появлении объемных теней в разных направлениях. Затем двусторонняя фильтрация способствует устранению эффекта артефактов. Результатом этого процесса является более гладкое изображение с четкими краями. Блок-схема на рис. 7 иллюстрирует эти шаги.

Эффект этого метода можно наблюдать в результате на границах объемных теней, то есть мягких объемных теней. В целом, для рендеринга 3D-сцены с треугольниками требуется объемный точечный свет и экран изображения. Кроме того, следует учитывать камеру обзора. Предлагаемый алгоритм рендеринга мягких объемных теней представлен в Алгоритме 1.

Алгоритм 1. Мягкая двусторонняя фильтрация объемных теней (SoftBiF-VS)

Шаг 1. Рендеринг 3D-сцены с освещением с помощью пиксельного шейдера

Шаг 2. Рендеринг рассеянного света

• Вычислить линейный HDR и
• Вычислить объем HDR и
• Наложение между линейным HDR и объемным HDR

Шаг 3. Создание кубической карты теней

Шаг 4. Рендеринг объемных теней

Шаг 5. Применение интерполяции с использованием билатерального фильтра

Шаг 6. Рендеринг сцены с мягкими объемными тенями

Сначала основная сцена визуализировалась с использованием объекта кадрового буфера, который включает в себя цвет и положение источника света. Освещение создается с помощью пиксельного шейдера на основе сферического света для создания освещения без рассеяния света.

Свет визуализируется сцены и оценивает светорассеяние с учетом наличия окклюдера и участвующих сред.Используются оба типа расширенного динамического диапазона HDR, линейный HDR и объемный HDR для улучшения освещения сцены. Когда линейный HDR вычисляется в зависимости от мультитекстурных координат, это происходит от высокого разрешения сцены, а объемный HDR вычисляется с использованием билинейных весов. Этот шаг считается первым слоем для расчета рассеянного света с высоким качеством.

Карта теней куба создается с использованием объекта фреймбуфера и установки источника света в его центре. В этом случае он мог бы определить ближнюю и дальнюю плоскости для каждой грани.Карта теней куба обновляется для шести граней сцены для каждой усеченной пирамиды. Кроме того, были рассчитаны параметры теней куба, они способствуют вычислению теней и освещения внутри куба.

Объект кадрового буфера используется для рендеринга объемных теней в четырехэкранном режиме. По сути, сравнение выполняется между образцом значения виртуальной карты глубины и значением карты глубины для текущей позиции для вычисления тени. Последняя операция способствует созданию объемной тени в сцене с помощью вершинного и фрагментного шейдера.Блок-схема на рис. 8 показывает эту процедуру, а более подробная обработка показана в Приложении A с определением всех используемых переменных.

Интерполяция применяется для решения проблем улучшения, таких как устранение артефактов. При этом используется билатеральный фильтр, предложенный в [29]. Сцена визуализируется с использованием двух объектов кадрового буфера в качестве внеэкранного. Первый представляет собой временной цветовой буфер половинного разрешения, основанный на шаге направления размытия в сторону его ширины. Второй был текущим объемным буфером, основанным на шаге направления размытия к его высоте.Поисковый вес двустороннего смешивания основан на глубине центра и глубине образца. Отводы представляют ширину и высоту в горизонтальном и вертикальном направлениях. Этот процесс приводит к сглаженному изображению с сохраненными краями.

Наконец, SoftBiF-VS визуализировал треугольники объектов в сцене с мягкими объемными тенями, используя кубические карты теней. Текстуры являются важными элементами при вычислении рассеяния света в участвующих средах внутри объекта буфера кадра. Пиксельный шейдер используется для инициализации объемных теней для процесса фильтрации.Сгенерированные мягкие объемные тени устранили присущие картам теней недостатки, чтобы оптимизировать производительность в реальном времени и создать реалистичное изображение.

Результаты и обсуждение

SoftBiF-VS измеряется и реализуется на процессоре Intel(R)HD Core(TM) i5-3210 с тактовой частотой 2,5 ГГц с графическим процессором ATI Radeon HD 7670M Graphics 4000 с 6 ГБ ОЗУ. SoftBiF-VS написан на OpenGL, а шейдер был скомпилирован с помощью Shader Model (3.0). Все сцены тестируются в разрешении 800×600 для рендеринга моделей.

Как и во многих других областях компьютерной графики, ускорение мягких объемных теней требует компромисса между производительностью рендеринга и улучшением качества. Другими словами, уменьшение количества точек выборки делает работу с мягкими объемными тенями более эффективной; тем не менее, это ухудшит качество внешнего вида. И наоборот, увеличение количества точек выборки снизит эффективность рендеринга и повысит реализм. Для повышения эффективности количество точек выборки уменьшается для легкой текстуры с использованием двусторонней фильтрации.

На рис. 9 показаны две разные ситуации для рендеринга модели Elephant, для которой требуется шесть проходов для рендеринга в кубической карте теней. В первой ситуации используется 200 шагов выборки для генерации объемных теней без двусторонней фильтрации. Это представляет собой традиционный метод лучевого марша, как показано на рис. 9 (слева). Понятно, что объемные тени с резкими краями и скорость 25 FPS. Во второй ситуации использовалось 60 шагов выборки для создания мягких объемных теней с двусторонней фильтрацией, как показано на рис. 9 (справа).Мягкие объемные тени с четкими краями генерируются со скоростью 61 кадр/с. Сравнение рис. 9 (слева) и рис. 9 (справа) показывает более гладкие границы (слева). Кроме того, края остаются однородными и четкими в пространстве объемных теней. Возможно, рис. 9 (справа) чрезмерно дорог из-за использования большего количества шагов для каждого образца. Рис. 9 (слева) не требует 60 шагов для каждого образца, что увеличивает скорость работы. Это означает, что при использовании билатерального фильтра с использованием минимального количества точек выборки затраты на рендеринг снижаются, и в то же время получается приятный и привлекательный результат.

Рис. 9. Две разные сцены модели Elephant: (слева) рендеринг сцены с использованием 200 шагов для каждого семпла без билатеральной фильтрации с помощью трассировки лучей, (справа) рендеринг сцены с использованием 60 шагов для каждого семпла с двусторонней фильтрацией.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0178415.g009

На рис. 10 показана визуализация модели Будды в сцене, содержащей объемные тени. Это указывает на влияние количества отводов на текстуру луча, проходящего с использованием билатеральной фильтрации.Так как недостаточная выборка трассировки лучей приводит к серьезным артефактам, минимальное количество шагов настраивается в соответствии со временем рендеринга. Заметные различия можно наблюдать из-за влияния количества отводов t на рис. 10 (A), 10 (B), 10 (C) и 10 (D), которые используют 4 отвода, 8 отводов, 16 отводов и 32 отвода. соответственно. В этих случаях внешний вид сцены становился более плавным при увеличении количества нажатий. Это произошло из-за увеличения текущей оптической толщины, что потребовало небольших вычислительных затрат по мере увеличения количества образцов.Тем не менее, четкие края остались в пределах мягких объемных теней, реалистичных и приятных для глаз.

На рис. 11(A) и 11(B) показаны результаты рендеринга модели Люси (525000 треугольников), а на рис. 11(C) и 11(D) — модель Дракона (871414 треугольников). (a) и (c) — результаты метода Imperfect VSV, разработанного Wyman и Dai [20], а (b) и (d) — результаты метода SoftBiF-VS. Сравнение двух методов с интерполяцией, проявляющейся в мягких объемных тенях, показывает, что метод SoftBiF-VS показал себя замечательно с точки зрения качества по сравнению с методом Imperfect VSV [20].С другой стороны, производительность SoftBiF-VS для рендеринга Люси и Дракона составляет 54 кадра в секунду и 46 кадров в секунду соответственно. В то время как производительность Imperfect VSV составляет 33 кадра в секунду и 19 кадров в секунду соответственно. Очевидно, что мягкие объемные тени на рис. 11(B) и 11(D) более четкие, чем объемные тени на рис. 11(A) и 11(C), особенно на руках Люси и на правой стороне дракона.

Рис. 12 демонстрирует способность метода SoftBiF-VS создавать эффектные мягкие объемные тени. Сцена сделана из модели Банни и Забора.Он использовал объемный точечный свет в участвующих СМИ. Ясно, что объемные тени разлетаются во все стороны по световым лучам. В правой части сцены на рассеяние света влиял забор, а в левой части на свет влияли и кролик, и забор. В нижней части сцены также очевидно влияние кролика на затенение. Метод SoftBiF-VS позволяет создавать явление объемных теней с высоким качеством и правильным внешним видом.

Метод

SoftBiF-VS представляет правильный внешний вид мягких объемных теней, где рассеяние света в участвующих средах плавно распространяется от объемного точечного света.На самом деле появление мягких объемных теней основано на тонком эффекте, возникающем на границах объемных теней, как показано на нижнем (черные прямоугольники) рис. 13 для моделей Stanford Armadillo (слева) (212574 треугольника), Stanford Tyrannosaurus (в центре) (200000 треугольников) и Сюзанна Блендера (справа) (15488 треугольников).

При сравнении обсуждаемых моделей видно, что количество треугольников мало влияет на частоту кадров рендеринга методом SoftBiF-VS.В частности, хотя количество треугольников в сцене в методе SoftBiF-VS незаметно, производительность остается в рамках реального времени.

Важными мерами, которые контролируют степень фильтрации SoftBiF-VS, являются параметр домена ( h _d ) и параметр диапазона ( h _r ). Например, увеличение количества ч _d и ч приводит к размытости изображения, таким образом, это дает хорошие результаты, которые подтверждают 1) улучшение мягких объемных теней и 2) уменьшение частоты кадров.Тем не менее, апсемплинг световой текстуры позволяет получить более реалистичные мягкие объемные тени, но за счет трудоемкого вычислительного процесса. Время увеличивается из-за увеличения количества необходимых проходов для рендеринга кубических карт теней. Это обсуждение предполагает, что должен быть достигнут точный баланс между выборкой, h _r , h _d для эффективного и действенного рендеринга сцен.

В таблице 1 сравниваются рабочие характеристики метода Бири [13], метода Imperfect VSV Ваймана [20] и SoftBiF-VS с использованием понижающей дискретизации световой текстуры и двусторонней фильтрации.В этом исследовании использовались модели Сюзанны, Слона, Кролика, Тираннозавра, Броненосца, Дракона, Люси и Будды с разрешением 800*600. SoftBiF-VS продемонстрировал лучшую производительность во время выполнения по сравнению с методом Бири [13], методом Imperfect VSV Ваймана [20]. Кроме того, замечательно высокое качество мягких теней.

На рис. 14 показано сравнение производительности во время выполнения метода SoftBiF-VS, метода Бири [13] и метода Imperfect VSV Ваймана [20] для рендеринга вышеуказанных моделей с разрешением 800×600. В то время как SoftBiF-VS рендерит Сюзанну (15488), Слона (39290), Кролика (69451 тройн.), Тираннозавра (200000), Броненосца (212574), Люси (525000 тройн.), Дракона (871414 тройн.) и Будду (10877716 тройн. ) моделей за 9,1 мс, 14,5 мс, 15,9 мс, 16,9 мс, 17,2 мс, 18,5 мс, 21,7 мс и 27,03 мс соответственно, метод Бири [13] отображает Сюзанну (15488), Слона (39290), Кролика (69451 три .), Tyrannosaurus (200000), Armadillo (212574), Lucy (525000 tri.), Dragon (871414 tri.) и Buddha (10877716 tri.) за 25,6 мс, 47.6 мс, 71,4 мс, 83,3 мс, 90,9 мс, 109,4 мс, 252,6 мс и 410,5 мс соответственно, метод Wyman’s Imperfect VSV [20] отображает Suzanne (15488), Elephant (39290), Bunny (69451 tri.), Tyrannosaurus (200000), Armadillo (212574), Lucy (525000 тр.), Dragon (871414 тр.) и Buddha (10877716 тр.) модели за 14,4 мс, 21,7 мс, 25,6 мс, 32,3 мс, 34,5 мс, 43,5 мс, 52,6 мс и 79,9 мс соответственно. SoftBiF-VS показывает высокие интерактивные скорости, которые выше, чем метод Бири [13] и метод несовершенного VSV Ваймана [20]. Это указывает на то, что наша техника может эффективно отображать сложные сцены в реальном времени.

Выводы и будущая работа

Мы предложили метод SoftBiF-VS, основанный на даунсемплинге лучевого марша, чтобы извлечь выгоду из двусторонней фильтрации. Техника использует кубическую карту теней и объемный точечный свет для обеспечения быстрого рендеринга. Он мог отображать объемные тени во всех направлениях сцены. В результате он обеспечивает высокую производительность рендеринга с частотой кадров, даже когда сцены сложные.Вклад SoftBiF-VS заключается в рендеринге мягких объемных теней с использованием субдискретизации световой текстуры с билатеральной интерполяцией для сцен с огромным количеством треугольников в реальном времени. Минимизация точек выборки световой текстуры уменьшила артефакты на пересечениях между объемным точечным источником света и блокировщиком за счет концепции фильтра, сохраняющего края и уменьшающего шум для изображений. SoftBiF-VS улучшает визуальные подсказки мягких объемных теней с помощью нелинейной фильтрации. Экспериментальные результаты предложенной методики обнадеживают.Хотя этот метод может в некоторой степени сократить процесс рендеринга, он все же может быть осуществимым методом, поскольку он может повысить эффективность графического оборудования. Для улучшения визуального качества объемных теней во всех направлениях можно использовать технику кубической карты теней. Мы предложили точное решение общей проблемы дискретизации мягких объемных теней. В будущих работах мы будем комбинировать мягкие объемные тени с цветными световыми валами, чтобы улучшить явление объемных теней при рассеянии света для рендеринга более реалистичных сцен в реальном времени.

Благодарности

Это исследование было поддержано MaGIC-X (Центр передового опыта в области медиа и игр) Центр цифровых медиа UTM-IRDA Universiti Teknologi Malaysia 81310 Skudai Johor, МАЛАЙЗИЯ.

Вклад авторов

1. Концептуализация: HHA.
2. Обработка данных: HHA.
3. Финансирование приобретения: MSS.
4. Расследование: HHA.
5. Методология: HHA.
6. Администрация проекта: HHA MSS.
7. Ресурсы: HHA.
8. Программное обеспечение: HHA.
9. Контроль: MSS.
10. Валидация: HHA.
11. Визуализация: HHA.
12. Письмо – первоначальный проект: HHA.
13. Написание – рецензирование и редактирование: HHA HK.

Каталожные номера

1. 1. Вос Натан.«Объемные световые эффекты в Killzone». GPU Pro 5 : Расширенные методы рендеринга . Эд. Энгель Вольфганг. AK Peters/CRC Press, 2014. 127–147.
2. 2. Коливанд Х., Сунар М.С., Амиршакарами А. и Ранджбари З. «Объемная тень в реальном времени с использованием алгоритма видимого-невидимого». Journal of Computer Science 7.7 (2011): 980.
3. 3. Ван Л., Чжоу С., Ке В., Попеску В. GEARS: Общий и эффективный алгоритм рендеринга теней.На форуме компьютерной графики, 1 сентября 2014 г. (том 33, № 6, стр. 264–275).
4. 4. Брунетон Э., Нейрет Ф. Предварительно рассчитанное атмосферное рассеяние. Форум InComputer Graphics 2008, 1 июня (том 27, № 4, стр. 1079–1086). Блэквелл Паблишинг Лтд.
5. 5. Пегораро В., Шотт М., Паркер С.Г. Аналитический подход к однократному рассеянию для анизотропных сред и распределения света. В Proceedings of Graphics Interface 2009 25 мая 2009 г. (стр. 71–77). Канадское общество обработки информации.
6. 6. Георгиев И., Криванек Дж., Хачисука Т., Новрузезахрай Д., Ярош В. Совместная выборка важности объемного рассеяния низкого порядка. АКМ Транс. График 2013 1 ноября; 32 (6): 164–1.
7. 7. Пан Х, Гуан Т, Луо И, Дуан Л, Тянь Ю, И Л и др. Плотная 3D-реконструкция, сочетающая информацию о глубине и RGB. Нейрокомпьютинг. 2016 29 января; 175: 644–51.
8. 8. Вэй Б., Гуань Т., Дуань Л., Ю Дж., Мао Т. Локализация и отслеживание на больших территориях на телефонах с камерами для мобильных систем дополненной реальности.Мультимедийные системы. 2015 г., 1 июля; 21 (4): 381–99.
9. 9. Guan T, Wang Y, Duan L, Ji R. Распознавание ориентиров на мобильном устройстве с использованием двоичного дескриптора с многофункциональным слиянием. Транзакции ACM по интеллектуальным системам и технологиям (TIST). 2015 16 октября; 7(1):12.
10. 10. Ханика Дж., Хиллман П., Хилл М., Фашоне Л. Объемные тени в пространстве камеры. В материалах симпозиума по цифровому производству, 4 августа 2012 г. (стр. 7–14). АКМ.
11. 11. Макс НЛ. Атмосферное освещение и тени.В ACM SIGGRAPH Computer Graphics 1986, 31 августа (том 20, № 4, стр. 117–124). АКМ.
12. 12. Добаши Ю., Ямамото Т., Нишита Т. Интерактивная визуализация эффектов атмосферного рассеяния с использованием графического оборудования. Материалы конференции ACM SIGGRAPH/EUROGRAPHICS по графическому оборудованию, 1 сентября 2002 г. (стр. 99–107). Еврографическая ассоциация.
13. 13. Бири В., Аркес Д., Мишлен С. Визуализация атмосферного рассеяния и объемных теней в реальном времени. Журнал WSCG.2006;14(1):65–72.
14. 14. Вайман С., Рэмси С. Интерактивные объемные тени в участвующих средах с однократным рассеянием. In Interactive Ray Tracing, 2008. RT 2008. Симпозиум IEEE, 9 августа 2008 г. (стр. 87–92). IEEE.
15. 15. Тот Б., Уменхоффер Т. Объемное освещение в реальном времени в участвующих СМИ. Короткие статьи Eurographics. 2009 30 марта; 14.
16. 16. Энгельхардт Т., Даксбахер К. Эпиполярная выборка теней и сумеречных лучей в участвующих средах с однократным рассеянием.В материалах симпозиума ACM SIGGRAPH 2010 г. по интерактивной 3D-графике и играм, 19 февраля 2010 г. (стр. 119–125). АКМ.
17. 17. Баран И., Чен Дж., Раган-Келли Дж. , Дюран Ф., Лехтинен Дж. Иерархический алгоритм объемной тени для однократного рассеяния. В ACM Transactions on Graphics (TOG) 2010, 15 декабря (том 29, № 6, стр. 178). АКМ.
18. 18. Чен Дж., Баран И., Дюран Ф., Ярош В. Объемные тени в реальном времени с использованием одномерных минимаксных MIP-карт. На Симпозиуме по интерактивной 3D-графике и играм 2011 г., 18 февраля (стр.СТРАНИЦА-7). АКМ.
19. 19. Вайман С. Вокселизированные теневые объемы. В материалах симпозиума ACM SIGGRAPH по высокопроизводительной графике, 5 августа 2011 г. (стр. 33–40). АКМ.
20. 20. Вайман С., Дай З. Несовершенные вокселизированные теневые объемы. В материалах 5-й конференции по высокопроизводительной графике, 19 июля 2013 г. (стр. 45–52). АКМ.
21. 21. Лин Х.И., Чанг К.С., Цай Ю.Т., Вэй Д.Л., Ши З.К. Адаптивный подход к выборке объемных теней в динамических сценах. Обработка изображений IET.2013 ноябрь; 7 (8): 762–7.
22. 22. Клем О. , Зайдель Х.П., Эйземанн Э. Однократное рассеяние в реальном времени на основе фильтра с использованием выпрямленных карт теней. Журнал методов компьютерной графики. 2014 авг; 3 (3): 7–34.
23. 23. Клем О., Кол Т.Р., Зайдель Х.П., Эйземанн Э. Стилизованное рассеяние с помощью передаточных функций и манипуляций с окклюдером. В материалах 41-й конференции по графическим интерфейсам, 3 июня 2015 г. (стр. 115–121). Канадское общество обработки информации.
24. 24. Али Х.Х., Коливанд Х., Сунар М.С.Мягкая двусторонняя фильтрация теней с использованием нескольких алгоритмов на основе изображений. Мультимедийные инструменты и приложения. 2016: 1–8.
25. 25. Хошанг, Коливанд и Мохд Шахризал Сунар. «Визуализация на открытом воздухе в реальном времени с использованием гибридных карт теней». (2012).
26. 26. Lili W, Jingchao Z, Zhe S. Приблизительный рендеринг мягких теней в реальном времени с двунаправленной картой полутени. В области образовательных и информационных технологий (ICEIT), Международная конференция 2010 г. , 17 сентября 2010 г. (Том 1, стр. V1-248).IEEE.
27. 27. Чжан Юйдун и У Ленань. «Улучшенный фильтр изображений на основе SPCNN». Наука в Китае. Серия F : Информационные науки 51.12 (2008): 2115–2125.
28. 28. Чжан Ю., Ву Л., Ван С. и Вей Г. «Улучшение цветного изображения на основе HVS и PCNN». Science China Information Sciences 53.10 (2010): 1963–1976.
29. 29. Томаси С., Мандучи Р. Двусторонняя фильтрация серых и цветных изображений. Инкомпьютерное зрение, 1998.Шестая международная конференция, 4 января 1998 г. (стр. 839–846). IEEE.

.