Fotorealistické a prediktivni metody syntézy obrazu

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra počítačové grafiky a interakce

Anotace:

Předmět volně navazuje na předmět APG a zabývá se fyzikálními podstatou, popisem a algoritmy pro šíření světla ve scéně s cílem výpočtu obrazu pomocí algoritmů v prostředí jazyka C++.

Požadavky:

Prerekvizitou je úspěšné absolvování předmětu APG a znalost základů jazyka ANSI C++.

Osnova přednášek:

1. Úvod do předmětu, fyzikální modely šíření světla

2. Maxwellovy rovnice

3. Odraz a lom světla na rozhraní

4. Měření světla a modely světelných zdrojů

5. Detektory světla, oko a kamera

6. Měření odrazivosti (BRDF, BTF, BSSRDF)

7. Matematické modelování odrazivosti - data a algoritmy

8. Verifikace zobrazovacích metod

9. Rozostření pohybem, hloubka ostrosti, efektivní výpočty

10. Důležité stranné metody výpočtu obrazu

11. Vybrané algoritmy výpočtu obrazu

12. Vybrané algoritmy výpočtu obrazu - pokračování

13. Nefotorealistické metody výpočtu obrazu

14. Rezerva

Osnova cvičení:

1. Úvod, pravidla hry, použité programové prostředí

2. Optické iluze, praktické testování, měření spektra povrchů

3. Úloha 1: převod spektra na RGB a odhad pro převod RGB zpět na spektrum

4. Úloha 1: dokončení a kontrola

5. Úloha 2: výpočet lomu a odrazu, polarizace světla

6. Úloha 2: dokončení a kontrola

7. Úloha 3: zdroje světla, pořízení HDR mapy, měření spektra

8. Úloha 3: dokončení a kontrola

9. Písemný test

10. Úloha 4: Měření BRDF/BTDF či BTF

11. Úloha 4: dokončení a kontrola

12. Úloha 5: Verifikace správnosti sledování cest pro syntézu obrazku

13. Úloha 5: dokončení a kontrola

14. Rezerva

Cíle studia:

Studenti získají teoretické znalosti formou přednášek a praktické znalosti formou cvičení, na kterých budou realizovat několik úloha menšího rozsahu. Studenti získají body pro hodnocení na základě realizace těchto úloh na cvičení. Rozsah znalostí u závěrečné zkoušky je dán obsahem přednášek a cvičení.

Studijní materiály:

[1] Pharr, Jakob, Humphreys: Physically based rendering, from theory to implementation, fourth edition, MIT-Press,

2023.

[2] Dutré, P., Bala, K., Bekaert, P.: Advanced Global Illumination, Second Edition, CRC Press, 2006.

[3] Habel, J. Dvořáček, K., Dvořáček, V., Žák, P.: Světlo a osvětlování, FCC Public, Praha 2013.

[4] Gillen, G.D, Gillen, K., Guha, S.: Light Propagation in Linear Optical Media, CRC Press, 2014.

Poznámka:

https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/B4M39PGF

Další informace:

https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/B4M39PGF

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Otevřená informatika - Počítačová grafika (PS)
• Otevřená informatika - Počítačové vidění (povinně volitelný předmět)