Лабораторная №1: Моделирование элементарных источников и приемников светового излучения с помощью комплекса программ Lumicept
Исходные материалы и оборудование:
Компьютер с установленным комплексом программ компьютерной графики и оптического моделирования Lumicept.
Цель работы:
Овладеть навыками компьютерного моделирования элементарных источников и приемников светового излучения с использованием комплекса программ Lumicept.
Задачи:
- Создать новую сцену.
- Создать элементарные геометрические объекты.
- Импортировать в сцену модели источников света различных типов из библиотеки объектов.
- Изучить свойства источников.
- Научиться позиционировать источники излучения в пространстве.
- Сформировать в сцене модели приемников излучения различных типов (plane observer, gonio-observer). В том числе с помощью API (Python).
- Задать параметры приемника излучения и его положение в пространстве.
- Выполнить визуальную трассировку лучей.
- Выполнить расчет карт освещенности на заданном приемнике.
Отчет представить в электронном виде: Формат MS Word или MS PowerPoint, эскиз схемы с указанием заданных параметров. Для подготовки эскиза можно использовать скриншоты из Lumicept. Записать финальную сцену. К отчету приложить файлы сцены (*.iof) и скрипта (*.py).
Исходные данные:
Система координат, плоскость (прямоугольник), точечный источник света с равноинтенсивной диаграммой излучения, координаты точек в которых следует рассчитать освещенность.
Цель работы:
Овладеть навыками расчета освещенности на плоскости как аналитически, так и с помощью компьютерного моделирования с использованием комплекса программ Lumicept.
Задачи:
- Провести аналитический расчет освещенности в заданных точках на плоскости.
- Сформировать сцену в Lumicept с заданной геометрией.
- Провести численный расчет освещенности в заданных точках плоскости с помощью программного комплекса Lumicept.
Отчет представить в электронном виде: Формат MS Word или MS PowerPoint, эскиз схемы с указанием заданных параметров. Для подготовки эскиза можно использовать скриншоты из Lumicept. Записать финальную сцену. К отчету приложить файлы сцены (*.iof) и скрипта (*.py).
Исходные данные:
Система координат, диффузная плоскость, коэффициент диффузного отражения, библиотека двунаправленных функций рассеяния (ДФР, BSDF), точечный источник света с равноинтенсивной диаграммой излучения, координаты точек в которых следует рассчитать яркость.
Цель работы:
Овладеть навыками расчета яркости на диффузной плоскости как аналитически, так и с помощью компьютерного моделирования с использованием комплекса программ Lumicept.
Задачи:
- Провести аналитический расчет яркости в заданных точках плоскости.
- Сформировать сцену в Lumicept с заданной геометрией и оптическими свойствами.
- Провести численный расчет яркости в заданных точках плоскости с помощью программного комплекса Lumicept.
- Провести моделирование изображения с различными двунаправленными функциями отражения (ДФО, BRDF).
Отчет представить в электронном виде: Формат MS Word или MS PowerPoint, эскиз схемы с указанием заданных точек. Для подготовки эскиза можно использовать скриншоты из Lumicept. Результаты моделирования представить в виде таблицы. Сравнить с результатами аналитического расчета. К отчету приложить файл скрипта (.py) и финальной сцены (.iof).
Лабораторная №4: Формирование файлов изображений с широким динамическим диапазоном HDRI и работа с ними в программном комплексе Lumicept.
Исходные данные:
Компьютер с установленным комплексом программ компьютерной графики и оптического моделирования Lumicept; Файл изображения в NIT-формате; Lumicept API.
Цель работы:
Овладеть навыками работы с файлами изображений с широким динамическим диапазоном HDRI.
Задачи:
- Написать программу чтения NIT-файла и его записи в текстовом формате.
- Написать программу записи NIT-файла имея данные об изображении в текстовом формате.
- Запустить LumiVue и сравнить исходное изображение с конвертированным из текстового файла.
Отчет представить в электронном виде: Формат MS Word. Можно использовать скриншоты из Lumicept. К отчету приложить тексты программ и файлы изображений в текстовом и бинарном форматах.
Исходные данные:
Компьютер с установленным комплексом программ компьютерной графики и оптического моделирования Lumicept; Lumicept API.
Цель работы:
Овладеть навыками компьютерного моделирования изображений 3D сцен, сформированных с использованием линзовой камеры.
Задачи:
- Сформировать сцену с использованием встроенной библиотеки параметрических объектов. Геометрия – произвольная, оптические свойства поверхностей – диффузные, параметры источника света в зависимости от типа трассировки лучей.
- Определить глубину резкости.
- Провести моделирование для идеальной линзы методом прямой трассировки (с использованием модели приемника Lens Observer) при различных диаметрах линзы.
- Провести моделирование для идеальной линзы методом обратной трассировки (с использованием метода Path Tracing для камеры с идеальной линзой) при различных диаметрах линзы.
Отчет представить в электронном виде: Формат MS Word. Можно использовать скриншоты из Lumicept. К отчету приложить тексты программ и файлы изображений в текстовом и бинарном форматах.
Задание:
Объектом исследования является процесс синтеза и визуализации фотореалистичных изображений с помощью компьютера. Выполнение курсовой работы (цель) состоит в разработке программы - трассировщика лучей (рендерера), результатом работы которой станет изображение (или набор изображений).