La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

Algoritmi per lilluminazione interattiva di materiali traslucenti deformabili su GPU Giacomo De Martino Anno accademico 2005/2006 Università di Roma La.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "Algoritmi per lilluminazione interattiva di materiali traslucenti deformabili su GPU Giacomo De Martino Anno accademico 2005/2006 Università di Roma La."— Transcript della presentazione:

1 Algoritmi per lilluminazione interattiva di materiali traslucenti deformabili su GPU Giacomo De Martino Anno accademico 2005/2006 Università di Roma La Sapienza Relatore Prof. Marco Schaerf Correlatore Ing. Marco Fratarcangeli

2 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Materiali Traslucenti Esempi: foglie, cera, giada, pelle, polpa della frutta, latte Indizi fenomenologici: - riflessi speculari - Non serve colore - Riaffioramento colore - riempito di luce Omogenei Eterogenei Traslucente Trasparente

3 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Illuminazione digitale Equazione del rendering = trasporto di luce BSDF -Conservazione energia -Linearità -Omogeneità spaziale Differenti materiali

4 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Materiali Volumetrici Spessore Indice di Rifrazione Coefficiente assorbimento Coefficiente diffusione Facili da misurare X Difficile da calcolare

5 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Diffusione sottosuperficiale (sss) benche un effetto globale, è sostanzialmente locale a causa del decadimento esponenziale Diffusione in un oggetto ha un effetto molto piccolo sullapparenza di un altro oggetto anche allinterno di uno stesso oggetto, ha piccolo effetto in un altro punto della superficie se la distanza tra i due punti è grande

6 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Proprietà della pelle 1 - Dominata da diffusione sottosuperficiale ~6% riflessione diretta, 94% sottosuperficiale - Riflessione e Diffusione sono differenti nelle lunghezze donda rosse verde e blu - Diffusione modellata male assumendo un singolo livello di materiale quasi uniforme - Cambio dellindice di rifrazione tra aria e pelle - Hanno luogo riflessione e rifrazione di Fresnel

7 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Proprietà della pelle 2 - Luce entra in un punto ed esce in un altro (Importante!) - La superficie rugosa e oliosa ha trasmissione non uniforme (sottile) - 1/10 attraverso primo livello – La luce è già diffusa! - Tracciamento luce totale – ignora direzione - Ogni luce rifressa indietro è diffusa (uguale in ogni direzione) Strato olioso sottile Epidermide Derma ~0.25 mm

8 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Proprietà della pelle 3 Quanta luce a distanza r? Nome: profilo di diffusione del materiale Differente profilo per canale rosso verde, blu Collezionare luce che arriva in ogni punto e spargerla nei punti vicini Quanta luce a distanza r? Raggio incanalato r

9 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Spazio tessitura Conoscere quantità di luce per ogni punto delloggetto

10 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino George Borshukov (Matrix Reloaded)

11 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Esempio Spazio Tessitura

12 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Piattaforma 2 core CPUGPUCPU to GPUCPU to system memory GPU to graphics memory 30 GFLOPS200 GFLOPS1 GB/s8 GB/s30 GB/s Tasso interattivo = fps Evitare pre-computazioni GPU! 1 ordine di grandezza GPU Observed GFLOPS CPU Theoretical peak GFLOPS

13 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Panoramica Circa 1,400 istruzioni per pixel 13 passate di rendering 11 mappe di colore, maschere, mappe di disturbo(5 mappe di dettaglio) Modello di illuminazione basato sulla fisica blur Render texture space light blur Linear combination Rim & specular … + Shadow mapping 5 times start Texture mapping + Textures horizontalvertical

14 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Irradianza sottosuperficiale 1 Thin oil layer Epidermis Skin layers Detail absorption layer Dermis Quanta luce (e di che colore) che penetra dentro la superficie Deve essere diffusa? –Lighting*sqrt(diffuseCol) enter –Lighting*sqrt(diffuseCol) exit Lambert Ashikmin-Shirley

15 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Irradianza sottosuperficiale 2 Ombre (alta freq) Luce indiretta (bassa freq) AO + Ambiente =

16 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Convoluzione Combine multiple subsurface irradiance blurred version with Different RGB weights Hierarchical Gaussian blur

17 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Risultati

18 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Avvertimenti Cuciture tessitura - Usare buon clearColor - Creare maschera cuciture e usarla nella passata finale Correzione distorsioni accurata - Un pixel nello spazio tessitura != distanza costante del mondo reale - Troppa sfocatura porta ad effetto cera - Calcola mappe distorsione con derivate coord UV

19 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Aggiungere dettagli (meso-scale) + = Bump map 1 Bump map 2 - Dettagli pori, rughe della pelle sono importanti - CReare una mappa unica ad alta risoluzione richiede troppa memoria

20 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Uno sguardo da vicino

21 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Specular (micro-scale) Extremely small scale Oily layer Epidermis -specular BRDFs have -Roughness parameter m(inverse relation to exponent) -Index of refraction (use 1.4) -Phong and Blinn-Phong arent ideal for skin Torrance-Sparrow Schlick

22 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Correzione Gamma Il monitor sta mentendo! luminosità visualizzata = ValorePixel^2.2 Foto & tessiture disegnate a mano avranno pixel non lineari Per convertirle a lineari: - C = C^2.2 - sRGB se lo supporta lhardware (Non correggere mappe che codificano informazioni non di colore) Invertire deformazione prima di scrivere sul framebuffer - C = C^1/2.2

23 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Evoluzione Solo mappa colore Solo sottosuperficialefinale

24 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Conclusions & future work So we have a scalable skin shading tecnique (tune resolution map, render target and #layers composition) This skin shader is good to reproduce skin in low lit environment such as closed environment or night day time; Next: –include real-time Ambient Occlusion and real-time environement Irradiance –HDR lighting

25 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Grazie!

26 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino

27 Sommario Obiettivo: rendering interattivo fotorealistico pelle volto umano Studio Materiali Traslucenti Tecniche illuminazione nelle produzioni digitali Implementazione interattiva

28 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Radiant FluxRadiosityRadiance Irradiance

29 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino BRDF BRDF: 4D, light reflects same point hits surface Reciprocity Energy conservation ωiωi ωeωe N dω i θiθi L=radiance E=irradiance

30 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Materiali Volumetrici Costruiamo lequazione di rendering volumetrico Funzione di fase Henyey-Greenstein backscattering isotropic scattering forward scattering Riduzione radianza Aumento radianza variando g

31 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Diffusione multipla Facile dato B Banale DIFFICILE!! Come calcolarlo?

32 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Approssimazione dipolo Soluzione analitica per SSS singolo multiplo

33 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Jansen

34 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Implementazione con mappe profondità 1) I(Xin) E(Xin) B(xout) L(Xout) 2)

35 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino Ancora… 0 depth 1 Layer 0 Layer 1Layer 2 0 depth 1 Depth map b a c Light Eye Object Depth map di do Depth peeling per oggetti concavi

36 Dip. di Informatica e Sistemistica -Università di Roma "La Sapienza" - Giacomo De Martino

37 Jansen Multi livello Singolo livello


Scaricare ppt "Algoritmi per lilluminazione interattiva di materiali traslucenti deformabili su GPU Giacomo De Martino Anno accademico 2005/2006 Università di Roma La."

Presentazioni simili


Annunci Google