Overordnede kursusmål
Rendering er hvad der skal til for at vi ud fra en matematisk model
på en computer kan skabe digitale billeder som ligner
virkelighedens 3-dimensionelle verden. Computeranimation til film
og spil er klassiske eksempler hvor rendering er essentielt.
Visualisering af arkitektur og produkter på tegnebrættet (digitale
prototyper) er et andet vigtigt anvendelsesområde. 3D simuleringer
eller målinger kan med fordel også visualiseres vha.
computergrafiske renderingsteknikker.
Kursets mål er at give deltagerne en oversigt over opbygningen af
computergrafiksystemer til generel/offline rendering
(fotorealistiske billeder, modellering af materialers udseende,
computeranimation, videnskabelig visualisering,
afbildningsteknikker) samt erfaring i at udvikle algoritmer og
implementere dele til sådannne systemer. Specielt er det målet at
stifte bekendskab med algoritmer til simulering af lys-materiale
interaktion og implementere dele af grafik-systemer, der kan
rendere forholdsvis komplicerede objekter, scener og lysforhold.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Implementere ray tracing og photon mapping.
- Implementere shadere til rendering af overflader.
- Forklare og anvende forskellige BRDF-løsninger til beskrivelse
af lys-materiale interaktion.
- Simulere visuelle effekter som opstår inden for global
belysning (refleksion, brydning, farveblødning [colour bleeding],
kaustikker).
- Forklare og analysere renderingsteknikker og vælge den bedst
egnede metode til en given visualiseringsopgave.
- Anvende simple sampling teknikker til anti-aliasing og bløde
skygger.
- Anvende teksturafbildning (afbildning af et billede på en
overflade) for at højne den visuelle detaljegrad.
- Accelerere renderingsteknikker med spatielle datastrukturer og
grafikkort (GPU).
- Bruge radiometriske koncepter til at beskrive hvordan lysenergi
udsendes, reflekteres og transmitteres fra overflade til
overflade.
- Anvende et professionelt renderingsværktøj som bruges i
filmproduktion (Pixar's RenderMan) og forklare den stifinding
[path tracing] det bygger på.
Kursusindhold
Visuelle effekter: direkte belysning, skygger, refleksion, brydning
(refraktion), farveblødning (colour bleeding), kaustikker, tekstur.
Metoder: ray tracing, photon mapping, path tracing, texture
mapping, radiosity.
Kerneelementer: opbygning af computergrafiksystemer til rendering,
radiometri og fotometri, lys-materiale interaktion (BRDF, BTDF),
accelerationsstrukturer, 3D projektion (kamera og tekstur), GPU
accelerering.
Litteraturhenvisninger
Hughes, J. F., Van Dam, A., McGuire, M., Sklar, D. F., Foley, J.
D., Feiner, S. K., Akeley, K. Computer Graphics: Principles and
Practice, third edition. Addison-Wesley, 2014.
http://cgpp.net/Bemærkninger
Kurset kan følges sideløbende med kursus 02561 Computer Grafik og
komplementerer dette kursus, men kan også følges uafhængigt af
dette kursus.
Computergrafik interesserede bachelor studerende kan følge kurset.
Sidst opdateret
04. maj, 2017
