Volumetrinen renderöinti
Volumetrinen renderöinti tarkoittaa tietokonegrafiikassa visualisointia, jossa kaksiulotteinen kuva luodaan näytteistämällä kolmiulotteisesta tiedosta. Tekniikkaa on käytetty esimerkiksi magneettikuvauksella (MRI) saatujen tietojen esittämiseen sekä tietokoneavusteisessa suunnittelussa (CAD) ja lentosimulaattoreissa. Tekniikka pyrkii näyttämään enemmän informaatiota, mutta vaatii enemmän ja monimutkaisempia algoritmeja (kompleksisuus).[1]
Volumetrisia tekniikoita voidaan yhdistää polygonipohjaisien algoritmien kanssa renderöintivaiheissa. Eräät visuaaliset tehosteet ovat vaikeita mallintaa geomtrisilla primitiiveillä kuten nesteet, pilvet, savu, sumu ja pöly, mutta volumetriset tekniikat soveltuvat näihin. Oletuksena malleissa on, että valoa lähetetään, absorboidaan ja hajautetaan suurella määrällä partikkeleita.[2] Usein valoa käsitellään vain pinnalta kameraan kulkevana eikä väliaineessa olevien hiukkasten vaikutusta huomioida. Näiden käsittelyn yhteydessä usein puhutaan volumetrisesta valaistuksesta tai volumetrisesta renderöinnistä.[3] Volumetrisessa renderöinnissä valo saapuu kolmiulotteisessa avaruudessa sijaitsevaan alueeseen, josta se saapuu kameraan. Renderöintitekniikan on pääteltävä miten paljon materiaa on välissä ja miten valo on käyttäytynyt.[4]
Volumetrisia varjoja ehdotti Franklin Crow vuonna 1977. Tekniikassa lasketaan kolmiulotteinen alue, jossa olevat pinnat jäävät varjoon.[5] Tim Heidmann esitti vuonna 1991 artikkelissa "Real shadows, real time" IRIS Universe -lehdessä Crow'n menetelmään perustuvan tekniikan, jossa käytetään stencil-puskuria.[6] Varjojen laskemisessa voidaan hyödyntää stencil-puskuriin (ei väri- tai syvyyspuskuriin) kirjoittamista. Kun kamera on varjossa voidaan käyttää käänteistä tulosta menetelmässä, jota kutsutaan nimellä z-fail (tai "Carmackin käännös" John Carmackin mukaan).[7] Carmackin tekniikka oli samankaltainen kuin Creative Labsin, joka patentoi sen.[8][9]
Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- ↑ Arie Kaufman & Klaus Mueller: Overview of Volume Rendering .cs.stonybrook.edu. 2005. Viitattu 26.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Milan Ikits & Joe Kniss & Aaron Lefohn & Charles Hansen: Chapter 39. Volume Rendering Techniques developer.nvidia.com. Viitattu 26.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Volumetric Rendering cglearn.eu. Viitattu 26.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Volume Rendering docs.blender.org. Viitattu 26.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Franklin C. Crow: Shadow algorithms for computer graphics (PDF) cs.rpi.edu. 20.-22. heinäkuuta 1977. Viitattu 27.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Akenine-Möller, Tomas & Haines, Eric & Hoffman, Naty: Real-Time Rendering, s. 340. Third Edition. CRC Press, 2008. ISBN 978-1-56881-424-7. (englanniksi)
- ↑ GPU Gems 3: Chapter 11. Efficient and Robust Shadow Volumes Using Hierarchical Occlusion Culling and Geometry Shaders Arkistoitu . Viitattu 27.1.2024. (englanniksi)
- ↑ John Carmack: “This sucks.” arstechnica.com. 28.7.2004. Viitattu 27.1.2024. (englanniksi)
- ↑ Joseph Parish: John Carmack codes around patent to release Doom 3 source theverge.com. 18.11.2011. Viitattu 27.1.2024. (englanniksi)
Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
- Real-Time Volumetric Rendering (PDF) (englanniksi)
- Volumetriset efektit ja käyttö Unreal Enginessä (PDF) (englanniksi)