Diplomová práca sa zaoberá renderovaním komplexných 3D scén a výpočtom globálneho osvetlenia. Postupne sú vysvetlené jednotlivé komponenty, ktoré tvoria softwarový renderer ako materiály, kamery, urýchľovacie štruktúry a zdroje svetla. Práca ďalej popisuje algoritmy, ktoré je možné použiť na riešenie zobrazovacej rovnice a na výpočet globálneho osvetlenia. Spracované sú postupne algoritmy path tracing, bidirectional path tracing a metropolis light transport.
Cieľom praktickej časti práce je navrhnúť a implementovať softwarový renderer, ktorý využíva algoritmus path tracing. Ďalej sa práca zaoberá tvorbou exportného skriptu pre program Blender, pomocou ktorého je možné 3D scény z Blenderu exportovať do formátu podporovaného týmto rendererom.
Anotace v angličtině
The thesis deals with rendering of complex 3D scenes and global illumination calculation. Step by step, basic components of software renderer like materials, cameras, acceleration structures and light sources are explained. Then algorithms for solving the rendering equation and global illumination computation like path tracing, bidirectional path tracing and metropolis light transport algorighms are discussed.
The aim of the practical part of thesis is to design and implement software renderer that employs path tracing algorithm. Then creation of export script for Blender is described. Export script can be used to export 3D scene from Blender into file format supported by the created renderer.
Diplomová práca sa zaoberá renderovaním komplexných 3D scén a výpočtom globálneho osvetlenia. Postupne sú vysvetlené jednotlivé komponenty, ktoré tvoria softwarový renderer ako materiály, kamery, urýchľovacie štruktúry a zdroje svetla. Práca ďalej popisuje algoritmy, ktoré je možné použiť na riešenie zobrazovacej rovnice a na výpočet globálneho osvetlenia. Spracované sú postupne algoritmy path tracing, bidirectional path tracing a metropolis light transport.
Cieľom praktickej časti práce je navrhnúť a implementovať softwarový renderer, ktorý využíva algoritmus path tracing. Ďalej sa práca zaoberá tvorbou exportného skriptu pre program Blender, pomocou ktorého je možné 3D scény z Blenderu exportovať do formátu podporovaného týmto rendererom.
Anotace v angličtině
The thesis deals with rendering of complex 3D scenes and global illumination calculation. Step by step, basic components of software renderer like materials, cameras, acceleration structures and light sources are explained. Then algorithms for solving the rendering equation and global illumination computation like path tracing, bidirectional path tracing and metropolis light transport algorighms are discussed.
The aim of the practical part of thesis is to design and implement software renderer that employs path tracing algorithm. Then creation of export script for Blender is described. Export script can be used to export 3D scene from Blender into file format supported by the created renderer.
Vytvořte rešerši na téma SW rendering komplexních scén a srovnání dostupných open-source řešení.
Srovnejte vybrané metody globálního osvětlení scén.
Vytvořte dokumentaci a popis algoritmů Path tracing, Bidirectional path tracing, Metropolis light transport.
Na základě vhodně zvolených metod a algoritmů implementujte softwarový renderer využívající metodu path tracing.
Srovnejte vlastnosti Vaší implementace a výkon rendereru s konkurenčními produkty.
Vytvořte programovou a uživatelskou dokumentaci rendereru.
Vytvořte skript pro export scény z programu Blender do formátu podporovaného nově vytvořeným rendererem.
Zásady pro vypracování
Vytvořte rešerši na téma SW rendering komplexních scén a srovnání dostupných open-source řešení.
Srovnejte vybrané metody globálního osvětlení scén.
Vytvořte dokumentaci a popis algoritmů Path tracing, Bidirectional path tracing, Metropolis light transport.
Na základě vhodně zvolených metod a algoritmů implementujte softwarový renderer využívající metodu path tracing.
Srovnejte vlastnosti Vaší implementace a výkon rendereru s konkurenčními produkty.
Vytvořte programovou a uživatelskou dokumentaci rendereru.
Vytvořte skript pro export scény z programu Blender do formátu podporovaného nově vytvořeným rendererem.
Seznam doporučené literatury
SOBOTA, B. Počítačová grafika a jazyk C: Kopp, 1995, 272s, ISBN 80-85828-52-9.
HARMS, D., MCDONALD, K. Začínáme programovat v jazyce Python. 1. vyd. Praha: Computer Press, 2003. 456 s. ISBN 80-7226-799-X.
Blender website, URL: http://www.blender.org/.
PHARR, Matt, HUMPHREYS, Greg. Physically based rendering: from theory to implementation. [s.l.] : Morgan Kaufmann, 2004. 1056 s. ISBN 978-0-12-553180-1.
HAVRAN, Vlastimil. Heuristic Ray Shooting Algorithms. [s.l.], 2001. 220 s. Dizertační práce.
DUTRE, Philip. Global Illumination Compendium. [online]. 2003.
WALD, Ingo, HAVRAN, Vlastimil. On building fast kd-trees for ray tracing, and on doing that in O(N log N). Proceedings of the 2006 IEEE Symposium on Interactive Ray Tracing. 2006, s. 61-69.
WALD, Ingo. Realtime Ray Tracing and Interactive Global Illumination. [s.l.], 2004. 311 s. Dizertační práce.
VEACH, Eric. ROBUST MONTE CARLO METHODS FOR LIGHT TRANSPORT SIMULATION. [s.l.], 1997. 432 s. Dizertační práce.
FOG, Agner. Optimizing software in C++. [s.l.] : [s.n.], 2008. 144 s.
Seznam doporučené literatury
SOBOTA, B. Počítačová grafika a jazyk C: Kopp, 1995, 272s, ISBN 80-85828-52-9.
HARMS, D., MCDONALD, K. Začínáme programovat v jazyce Python. 1. vyd. Praha: Computer Press, 2003. 456 s. ISBN 80-7226-799-X.
Blender website, URL: http://www.blender.org/.
PHARR, Matt, HUMPHREYS, Greg. Physically based rendering: from theory to implementation. [s.l.] : Morgan Kaufmann, 2004. 1056 s. ISBN 978-0-12-553180-1.
HAVRAN, Vlastimil. Heuristic Ray Shooting Algorithms. [s.l.], 2001. 220 s. Dizertační práce.
DUTRE, Philip. Global Illumination Compendium. [online]. 2003.
WALD, Ingo, HAVRAN, Vlastimil. On building fast kd-trees for ray tracing, and on doing that in O(N log N). Proceedings of the 2006 IEEE Symposium on Interactive Ray Tracing. 2006, s. 61-69.
WALD, Ingo. Realtime Ray Tracing and Interactive Global Illumination. [s.l.], 2004. 311 s. Dizertační práce.
VEACH, Eric. ROBUST MONTE CARLO METHODS FOR LIGHT TRANSPORT SIMULATION. [s.l.], 1997. 432 s. Dizertační práce.
FOG, Agner. Optimizing software in C++. [s.l.] : [s.n.], 2008. 144 s.
Přílohy volně vložené
1 CD
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ne
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Diplomant odprezentoval před komisí hlavní cíle a výsledky své diplomové práce.
Prezentace jako celek působila vyváženě, student dokázal vystihnout klíčové body práce. Součástí prezentace byla i praktická ukázka.
Následně byl student seznámen s posudky vedoucího a oponenta diplomové práce.
Komise vznesla k obhajobě následující dotazy:
1) Doc Huňka: Co myslíte pojmem objekt uvedeným v práci na str. 43?