|  | 22 августа 2016 | Информационные технологии

Новая технология рендеринга сделает максимально реалистичными изображения, сгенерированные компьютером

Компьютерное изображение


В нынешнее время уже очень тяжело отличить реальные изображения от графики, произведенной компьютером. Однако, в ближайшем будущем это будет сделать еще трудней благодаря разработанному исследователями новому алгоритму, позволяющему получить максимальную реалистичность света, отраженного от сложных поверхностей различных материалов, таких, как вода, кожа, стекло и металл. При этом, новый алгоритм выполняет задачу рендеринга приблизительно в 100 раз быстрей, чем любая из существующих подобных систем.

Большинство методов производства компьютерной графики прибегают к искусственному сглаживанию сложных поверхностей для того, чтобы снизить количество вычислений и ускорить процесс обработки. Такие подходы широко использовались в 1980-х годах, когда вычислительная техника обладала малой производительностью, а недостаточная детализация поверхностей позволяла человеку сразу же отличить компьютерную графику от реальных изображений.

Качество рендеринга


Новый алгоритм, разработанный группой профессора Рави Рамамурти (Ravi Ramamoorthi) из Калифорнийского университета в Сан-Диего при содействии специалистов компании Autodesk, позволяет получить более реалистичные результаты благодаря тому, что он разбивает каждый пиксель обрабатываемой сложной поверхности на большое количество так называемых "микроаспектов". Каждый из этих микроаспектов действует как своего рода гладкое крошечное зеркало, отражая свет в определенном направлении. И, совместная работа десятков и тысяч этих микрозеркал позволяет получить реалистичное изображение даже самой сложной поверхности.

Технология разбиения на микроаспекты уже использовалась в некоторых системах рендеринга, но их обработка с достаточной точностью требовала "перемалывания" огромного количества чисел. Новая система, разработанная учеными, уменьшает в 100 раз количество требующихся вычислений и снижает на 40 процентов требования к аппаратным средствам компьютеров, чем требования к компьютерам, необходимым для расчетов технологий, основанных на упрощении и сглаживании поверхностей.

Компьютерное изображение #2


Для расчетов каждого микроаспекта системе требуется вычислить значение так называемого "нормального вектора", который является перпендикуляром к поверхности зеркала. И, зная заранее значение этого вектора, можно точно и быстро рассчитать направление, в котором будет отражать свет от каждого источника данный микоаспект. Виртуальная камера, расположенная в определенной точке сцены, будет воспринимать только те отраженные лучи света, которые попадают в ее объектив.

Традиционно, системы рендеринга вычисляют отражения света последовательно, от каждого пикселя по отдельности., что требует больших вычислительных ресурсов. Однако, калифорнийские исследователи пошли другим путем, они сгруппировали микроаспекты в участки и вычислили приблизительное количество света, отраженное каждым участком в определенном направлении. В результате этого новый алгоритм стал работать в 100 раз быстрее, нежели прежде.

Следующим шагом в развитии нового алгоритма рендеринга станет новая технология представления сложных поверхностей, которая обеспечит получение сверхвысокой разрешающей способности, не требуя, при этом, кардинального увеличения количества вычислений и увеличения объемов используемой памяти компьютера.




Ключевые слова:
Компьютер, Рендеринг, Изображение, Реалистичность, Свет, Отражение, Поверхность, Скорость, Вычисления

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Новый метод лазерного сканирования может стать основой недорогих 3D-камер д ...
  • Исследователи из ЭмАйТи разработали сверхскоростной метод рендеринга графич ...
  • Вторая жизнь 8-ми битных графических программ.
  • Новый движок PantaRay от Nvidia и Weta Digital – фильмы станут еще более фо ...
  • Новый GPU, производительностью 800 TFLOP, разработки Toyota и Unisys.




  • 22 августа 2016 10:08
    #1 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 360
    Вроде все то же самое что и в обычных рендерах.
        
    22 августа 2016 15:31
    #2 Написал: bundzmm

    Публикаций: 0
    Комментариев: 456
    MaxIvanov,
    может, основная разница в уменьшении необходимой мощности машины? и в итоге за то-же самое время можно срендерить более детализированную картинку.
        
    22 августа 2016 15:52
    #3 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 360
    Традиционно, системы рендеринга вычисляют отражения света последовательно, от каждого пикселя по отдельности., что требует больших вычислительных ресурсов. Однако, калифорнийские исследователи пошли другим путем, они сгруппировали микроаспекты в участки и вычислили приблизительное количество света, отраженное каждым участком в определенном направлении.

    Почти все рендеры сегодня ститают "приблизительно" , и всегда это умели делать, и мощной машины не надо.
    Из статьи совершенно непонятно про что речь.
        
    23 августа 2016 01:45
    #4 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 190
    Это "изобретение" сравнимо с атомными часами. Напомню:
    - В конце 90-х годов Российские учёные создали часы на основе распада атомов Лития и точность измерений равнялась +/- 3 секунды от Большого взрыва(за 13.8млрд лет). Недавно Немецкие учёные улучшили точность до +/- 0.7 секунды и это стало СЕНСАЦИЕЙ! Проблемам только в том что во Вселенной не существует процессов, которые можно измерить с таким уровнем точности!
    Так и здесь:
    - Уровень даже непрофессиональных графических редакторов часто превышает возможности зрения потребителя, а профессиональная графика выглядит неестественно ярче, чётче чем живая картинка и вот нашёлся (вдруг) "учёный", способный улучшить графику ещё в сотню раз за счёт кластеризации вычислительной базы редактора...
    Идея мало того что не нова, но и бесполезна (кроме случая оптических микроскопов и телескопов)!
        
    25 августа 2016 01:49
    #5 Написал: sasha3ks

    Публикаций: 0
    Комментариев: 25
    Мда, авторы видимо никогда не слышали про Vray,Maxwell,corona,arnold. Качественную графику уже невозможно отличить от реальности в фильмах, не говоря о статичных рендерах на vray. Вот пруф. https://www.flickr.com/photos/bbb3viz/page2
    И кстате, о скорости рендера. Все рендеры считают -/+ одинаково. Чудес быть не может) Всё зависит от настройки. Но сейчас начали появлятся очень полезные плюшки называемые деноизерами. Позволяют практически без потери качетсва существенно сократить время рендера за счет понижения настроек. Например https://www.youtube.com/watch?v=HMDrTS1aEPk
        
    26 августа 2016 02:10
    #6 Написал: Zynaps

    Публикаций: 0
    Комментариев: 181
    Трассировка она и в Африке трассировка. Другое дело что всегда можно упростить этот процесс за счет предварительных расчетов создавая таблицы свойств пространства через которые проходит виртуальный луч трассировки. Есть такая штука - вокселы. Так вот этот алгоритм в статье это предварительное создание воксельного пространства микроаспектов, где каждый воксел - точка входа в древовидную таблицу микроаспектов освещения пространства. Уверен сначала Дооооолго расчитывается таблица микроаспектов. А потом почти в реальном времени можно "летать" камерой в 3D пространстве при этом имея качество картинки как будто ты ее долго рендерил.
    p.s. Похожими идеями воксельных движков и таблиц освещения каждого отдельного воксела, а также инеграции плоскости в воксельное пространство, я морочил мозг лет 20 назад. Но тогда мощности первых пентиумов заставляли пускать слезу. А теперь ... уже это мне и на не на.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.