Глобальное освещение и виртуальная реальность

Краткое описание

В рамках настоящей работы разработана система визуализации для сцен гибридной природы с поддержкой глобального освещения и динамической геометрии. Под гибридностью понимается сочетание полигональных моделей с объектами других типов, таких как поверхности второго порядка, неявно заданные функции и объемные данные. В основе системы – гибкий графический конвейер, который может быть сконфигурирован для задач с различным балансом скорости и качества визуализации. Разработана оптимизированная межплатформенная версия системы на базе NVIDIA CUDA, которая обеспечивает высокую производительность построения ускоряющих структур и визуализации гетерогенных сцен.

Коллектив

Руководитель проекта

Турлапов Вадим Евгеньевич, д.т.н., профессор каф. МО ЭВМ

Участники проекта

  • Боголепов Денис Константинович, к.т.н., senior developer Datavision NN
  • Ульянов Данила Ярославович, developer Datavision NN

Основные результаты

  • Поддержка основных форматов сцен: мы можем визуализировать 3D-модели в основных форматах программного обеспечения для трехмерного моделирования.
  • Интерактивное создание фотореалистичных изображений: мы можем синтезировать фотореалистичные изображения (с полным глобальным освещением) скорость 10 кадров в секунду для умеренно сложных сцен.
  • Расширяемая система для материалов и источников света: гибкая архитектура позволяет пользователю добавлять необходимые модели материалов (BSDFs) и источников света.
  • Поддержка неполигональной геометрии: прямая визуализация алгебраических поверхностей второго порядка, сплайнов (Безье и NURBS ), неявных поверхностей, фрактальных множеств и объемных данных.
  • Гибкий конвейер трассировки лучей позволяет найти баланс между качеством и скоростью:в зависимости от задачи можно выбрать настройки для высокой скорости или высокого качества. Гибкая конвейер легко позволяет находить баланс.
  • Прямой объемный рендеринг с затенением: наш конвейер трассировки лучей позволяет визуализацию больших наборов объемных данных в режиме реального времени (КТ, МРТ или MicroCT).
  • Уникальные оптимизации для повышения производительности: реализованные алгоритмы и технические решения позволяют нам достичь высокой производительности без потери качества.

Примеры визуализации

Примеры сложных трёхмерных сцен с эффектами глобального освещения (интерактивная визуализация NVIDIA GTX 680 GPU)

rt1
rt2rt3

rt4rt5rt6

4D quaternion Julia fractal set

julia1julia2julia3

Examples of physically based light sources: point light, directional light, skylight, area light, HDRI environment map and mix

chess1chess2chess3

chess4chess5chess6

Избранные публикации