Přednáška je každé ÚTERÝ OD 15:40 v posluchárně S8 (Malá Strana).
Cvičení se konají každý týden v termínu:
Playlist
všech přednášek (2021/2022).
Playlist
cvičení (2021/2022).
Obsah přednášky, literatura, opakování základů Ray-tracingu.
Video:
Přednáška 1 (2021/22) – plán přednášky,
literatura, opakování základů ray-tracingu.
Systém cvičení, za co je zápočet, předvedení programovacího prostředí (jazyk C# a MS Visual Studio),
SVN/Git repository GrCis,
ukázka ray-castingu a ray-tracingu - 048rtmontecarlo-script.
Architektura paprskového zobrazovače I
(interface a základní třídy: RayScene, IIntersectable, IImageFunction, IRenderer,
ISolid, ..)
Ray-tracing in GrCis (PDF slides)
Video:
Cvičení 1 (2021/22) – zápočet, ukázka GrCis ray-traceru,
některé náměty na rozšíření, architektura ray-traceru I.
Opakování stínování (Phongův model odrazu, Gouraudovo a Phongovo stínování).
Obecné koncepty BRDF, Fresnelovy funkce, mikroploškové modely až před Cook-Torrance.
Video:
Přednáška 2 (2021/22) – Phongův model
osvětlení, interpolace stánování, BRDF I.
Ukázka spojitého stínování (Gouraud, Phong).
Architektura paprskového zobrazovače II
(Intersection, ISolid, IReflectanceModel, IMaterial), opakování ICamera,
CS-script pro definice scény (projekt 048rtmontecarlo-script)
Koncepce cvičení a zápočtu – semestrální projekt. Detaily
viz stránky cvičení.
Video:
Cvičení 2 (2021/22) – demo
interpolace stínování, architektura ray-traceru II.
Obecné koncepty BRDF (opakování), Fresnelovy funkce, mikroploškové modely: Cook-Torrance,
Oren-Nayar, lepší distribuce orientace mikroplošek D(h) a alternativy
geometrického faktoru G, Lafortune lobe model, Schlickova vylepšení/zjednodušení...
Video:
Přednáška 3 (2021/22) – BRDF II
Video:
Cvičení 3 (2021/22) –
architektura ray-traceru III.
Základy výpočtu průsečíků těles s paprskem:
Rovinné útvary, konvexní mnohostěn, implicitní a algebraické plochy,
obecné a rotační kvadriky, koule (geometrické řešení), toroid, rotační plocha,
CSG reprezentace. Průsečíky s aproximačními plochami (Bezier): dělení,
Newtonova metoda.
Video:
Přednáška 4 (2021/22) – BRDF II
Ukázky průsečíků, ITimeDependent, ukázka aplikace 062animation-script,
rendering videa, animátory a jejich role ve scéně, svítící objekty (RecursionFunction).
Video:
Cvičení 4 (2021/22) –
animace (ITimeDependent), architektura ray-traceru IV.
Klasifikace urychlovacích metod, obalová tělesa,
výpočet efektivity obalu, hierarchie obalových těles (BVH), jejich efektivita a konstrukce,
SAH heuristika, metody dělení prostoru, uniformní děleni,...
Video:
Přednáška 5 (2021/22) – Urychlování Ray-tracingu I
Jak udělat akceleraci scény, průsečíky s trojúhelníky a boxy, RecursionFunction II, ještě
jednou svítící objekty.
Video:
Cvičení 5 (2021/22) – akcelerace, RecursionFunction,
architektura ray-traceru V.
Opakování BVH a SAH konstrukce, metody dělení prostoru (oktantový strom, KD-strom),
kritéria dělení, průchod adaptivními strukturami..
[Směrové urychlovací metody (směrová krychle, světelný buffer, koherence paprsků,
klasifikace paprsků, adresář v průmětně), zobecněné paprsky]
Úvod do textur v R-T, 2D a 3D textury, definice tabulkou a předpisem, interpolace v tabulce (bilineární
a bikubická), "Bump-texture".
Video:
Přednáška 6 (2021/22) –
dokončení akcelerace, úvod do textur
Ukázky filtrace textur, textury v GrCis, ukázka jednoduché bump-textury
Video:
Cvičení 6 (2021/22) – textury,
architektura ray-traceru VI.
Stochastické textury – úvod, syntéza šumových funkcí
(bílý šum, interpolační a konvoluční metody), Perlinův šum, Lewisova řídká konvoluce, turbulence,
použití šumových funkcí v konstrukci textur (dřevo, mramor).
Video:
Přednáška 7 (2021/22) –
dokončení textur, šumové funkce
Další aplikace šumových funkcí – ukázky (simulace vodni hladiny, simulace a animace plamene),
komplexní scéna s particle systémem a animátorem.
Video:
Cvičení 7 (2021/22) – šumové funkce, ukázka komplexní animované
scény, architektura ray-traceru VII.
Základy vzorkování a anti-aliasingu, vznik aliasu (prostor, čas),
Anti-aliasing integrálním průměrováním, přehled vzorkovacích metod
(pravidelné a náhodné vzorkování, jittering a semijittering, "N-rooks", Poissonovo
diskové rozdělení a Mitchellův alg., deterministické algoritmy)
Video:
Přednáška 8 (2021/22) – Anti-aliasing
a vzorkování
Anti-aliasing a vzorkování v GrCis, ukázky.
Video:
Cvičení 8 (2021/22) –
příklady anti-aliasingu a vzorkování,
architektura ray-traceru VIII.
Adaptivní vzorkování (rekurzivní metoda, kritéria pro zjemňování), ukázky vzorkovacích algoritmů.
Distribuované sledování paprsku: neostrý odraz a lom světla,
měkké stíny, simulace hloubky ostrosti a rozmazání rychlým pohybem, rozklad
světla; výpočet odhadu integrálu metodami stochastického vzorkování
(ukázky distribuovaného sledování paprsku), skryté vzorkování (hidden sampling)
Video:
Přednáška 9 (2021/22) – dokončené vzorkování,
distribuovaný ray-tracing, skryté vzorkování
Ukázky distribuovaného ray-tracingu, hidden sampling, apod.
Video:
Cvičení 9 (2021/22) – adaptivní vzorkování, distribuovaný
ray-tracing, architektura ray-traceru IX (hidden sampling).
Radiometrické pojmy (zářivý tok, radiance/zář, radiosita/intenzita záření),
vlastnosti radiance, BSDF, zobrazovací rovnice, základy radiační metody výpočtu
osvětlení ve scéně.
Video:
Přednáška 10 (2021/22) –
radiometrie a radiační metoda
Ukázky k látce z přednášek.
Video:
Cvičení 10 (2021/22) –
další ukázky k přednáškám, distribuovaný ray-tracing, radiační metoda.
Monte Carlo kvadratura: úvod, primární a sekundární odhad, rozptyl, vzorkování po částech,
vzorkování podle důležitosti, kombinované odhady, příklady
Video:
Přednáška 11 (2021/22) –
Monte Carlo odhady určitého integrálu (nejjednodušší zadání)
Integrální soustavy rovnic, náhodné procházky, ruská ruleta, odhad příští
události (NEE)...
Opakování zobrazovací rovnice (Kajiya), symbolický popis pomocí regulárního jazyka
Video:
Přednáška 12 (2021/22) –
Monte Carlo odhady Fredholmovy soustavy integrálních rovnic
Path-tracing (sledování náhodných cest), obousměrné sledování paprsku, NEE, příklady.
Video:
Přednáška 13 (2021/22) –
Monte-Carlo rendering, Path tracing, Light tracing, obousměrné sledování paprsku
Photon mapping.
Video:
Přednáška 14 (2021/22) –
Photon mapping
Copyright (C) 2001-2022 J.Pelikán, last change: 2022-07-20 00:48:00 +0200 (Wed, 20 Jul 2022)