HDR FOTOGRAFIJA KORIŠTENA KAO IZVOR PRIMARNOG SVJETLA U RAČUNALNOJ GRAFICI

Zvonimir Sabati, Andrija Bernik

Sažetak

Zadatak rada je opisati fotorealizam u 3D programima koji se dobiva na temelju HDR fotografija. Fotografije velikog svjetlosnog raspona (engl. High Dynamic Range) postaju sve zastupljenije u komercijalnoj upotrebi. Razlog tome je sve veći broj dostupnih DSLR fotoaparata koji su potrebni za stvaranje HDR slike. HDR metodom može se napraviti savršeno eksponirana slika. To je prvi od razloga korištenja HDR slika. Drugi razlog je taj što se HDR slike mogu spremati u posebne vrste datoteka koje se zatim mogu učitati u neke od 3D programa te koristiti kao izvor svjetlosti u sceni. Korištenje HDR slika kao izvora svjetlosti doprinosi realističnom osvjetljenju scene kao i skraćivanju vremena renderiranja. Za praktični dio rada uspoređuje se razlika između renderirane scene sa uključenim Global Illumination-om i Final Gathering-om i scene kod kojih su te dvije opcije isključene. Kao glavni izvor svjetlosti u sceni koristi se HDR slika.
Ključne riječi: 3D, ekspozicija, Final Gathering, Global Ilumination,HDR fotografija

Abstract

The task of the work is to describe the photorealism in 3D programs that is based on HDR photos. High Dynamic Range images are becoming increasingly popular in commercial use. The reason is the growing number of affordable DSLR cameras that are necessary for creating HDR images. With HDR you can make a perfectly exposed image. This is the first reason to use HDR images. Another reason is that the HDR image can be saved in specific types of files that can then be loaded into some of the 3D program and use it as a source of light in the scene. Using HDR images as the light source contributes to the realistic lighting scenes as well as reduce the time of rendering.For the practical part of work the difference between a scene rendered with the included Global Illumination and Final Gathering is comparing with the scene where these two options are excluded. As the main source of light in the scene HDR image is used.
Key words: 3D, exposure, Final Gathering, Global Illumination, HDR photography

1. HDR FOTOGRAFIJA

HDR fotografija je način digitalnog slikanja, obrade i pohranjivanje čitavog vidljivog spektra scene. Govorimo o mogućnosti slikanja dijelova scene od najjačeg intenziteta svjetlosti (direktna sunčeva svjetlost) do najtamnije sjene. HDR fotografija je veliki korak u fotografiji te se može usporediti s prijelazom s crno bijele fotografije na fotografiju u boji. Ono što HDR fotografija omogućava za razliku od analogne fotografije jest da svi dijelovi slike budu korektno eksponirani, omogućava da fotografije ne bude presvjetla ili pretamna na nekim dijelovima.

1.1 Svojstva HDR slike

HDR se koristi u obradi slika, računalnih grafika i fotografija. High Dynamic Range Imaging (HDRI ili samo HDR) je skup tehnika koje omogućuju veći dinamički raspon osvijetljenja između najsvjetlijih i najtamnijih područja slike za razliku od standardnih digitalnih fotografija. Dva glavna izvora HDR slika su računalna obrada i spajanje više fotografija u jednu. Podešavanjem kontrasta možemo sačuvati klasični izgled slike ili možemo dobiti nadrealne, umjetničke slike visokog dinamičnog raspona. Ukratko mogli bismo reći da je HDR fotografija, fotografija sa nerealno dobrim svijetlom. „High Dynamic Range“ u HDRI je ono što ga čini zanimljivim. „Normalna“ bitmapa (.jpg,.tiff,.bmp) je slikovna datoteka malog dinamičkog raspona (LDRI Low Dynamic Range image) uglavnom prikazana sa 8 bita po pixelu čija vrijednost se kreće od 0 da bi opisali različiti kanali. Suprotnost tome su HDR slike koje imaju važno svojstvo da su njihove vrijednosti pixela proporcionalne količini svjetla svakog pikesla. HDR format sprema količinu svjetla koju svaki piksel predstavlja umjesto boja koje vidimo na ekranu u slučaju normlanih bitmapa. Piksel u .hdr (32 bita) datoteci je definiran sa „floating point“ brojevima (npr 0.9999 ili 53.6754) i bez definiranog gornjeg ograničenja kao kod normalnih bitmapa gdje je granica 28=256. Glavni dio HDR fotografija je taj veći dinamički raspon od onog koji može biti prikazan standradnim digitalnim uređajem ili sa jednom fotografijom. Kada govorimo o HDR fotografiji potrebno je razlikovati njegove primjene i format. U klasičnoj fotografiji izraz „HDR fotografija“ ne odnosi se na format već na kompresiran .jpg koji je izveden iz .hdr datoteke. U 3D programima ovakav se jpg koristi uglavnom za pozadine/okruženje no pri refleksijama i osvjetljavanju scene koristi se prava .hdr datoteka.

1.2 Dinamički raspon

Dinamički raspon je najveći ukupni kontrast koji se nalazi na slici. Drugi naziv za dinamički raspon je omjer kontrasta, no taj se naziv manje koristi u praksi. Kao i svaki omjer, proporcionalne je vrijednosti, npr. 500:1. Ti brojevi odnose se na razliku između najsvjetlije i najtamnije vrijednosti boje na slici. Crna boja nema vrijednost, ne možemo ništa uspoređivati s crnom bojom. Crna je kao nula. Stoga 500:1 znači da se maksimalni kontrast u slici odnosi kao 500 puta najmanji kontrast, jedva vidljivi pomak u svjetlini.

 

a

Slika 1.1 Test slika omjera kontrasta 10:1

Ako crna boja označava našu početnu točku, prvi stupac označava prvi pomak u svjetlini.To je ujedno i baza kontrasta koja ima vrijednost 1. Sada ako bi htjeli usporediti ostale stupce, mogli bi reći da oni imaju 10 puta veći kontrast. Stoga proizlazi da za ovu test sliku je omjer kontrasta 10:1. Dinamički raspon uvijek ovisi o dva čimbenika, a to su: sveukupni raspon svjetline na slici i najmanji pomak u svjetlini.

2. IZRADA HDR FOTOGRAFIJE

Princip fotografiranja HDR-a za 3D rendere ne razlikuje se od onog za komercijalnu fotografiju. Snimanjem tri ili više fotografije iste scene, s tim da se vrijednosti ekspozicije kreću od podeksponirane preko normalno eksponirane do preeksponirane, dobivamo materijal koji nam je potreban za izradu same HDR fotografije. Osnovna oprema za omogućavanje ovog je fotoaparat ili specijalna kamera. Kod njega je bitno da možemo ili manualno ili automatski podesiti razne vrijednosti ekspozicije. Uz fotoaparat potreban je i stalak za fotoaparat pošto je pri slikanju scene više puta bitno imati uvijek isti kadar.


a

Slika 2.1 Prikaz 12 različitih ekspozicija koje su korištene u izradi HDR fotografije

Dok su kod HDR fotografije za klasičnu uptrebu ponekad dovoljne samo 3 fotografije (bitan je vizualan dojam fotografije) u primjenama za 3D rendere više fotografija znači više podataka koje 3D program može iskoristiti. Količina fotografija ovisi o potrebnoj kvaliteti rendera i vremenskom ograničenju koje imamo (HDR napravljen od više fotografija znači veću datoteku, više informacija za procesirati, duže vrijeme renderiranja).

2.1 Formati izvornih fotografija

Količina informacija koje 3D program može koristiti iz .hdr datoteke također ovisi o načinu na koji je datoteka rađena. Možemo raditi iz .jpg ili .raw datoteke. Ono što je bitno za znati da .jpg datoteke omogućuju veću brzinu slikanja fotografija, brže se spremaju, manje su datoteke, možemo ih editirati u svim grafičikm 2D programima, zahtjevaju manje znanje za obradu, svi fotoaparati podržavaju taj format. Mana im je mala količina informacija tj. imaju 8 bita po kanalu (256 boja), limitirajuće mogućnosti korekcije boja, uzimaju se manji razmaci između ekspozicija (+1/1 EV) te tako dobivamo manje detalja u svjetlim i tamnim dijelovima fotografije. Raw datoteke sa druge strane imaju manju brzninu slikanja, traje duže dok se spreme. Razlog tome je što su to puno veće datotke. Imamo 12-bitni (4096 boja po kanalu) i 14-bitni (16384 boja po kanalu) raw. Postoji i 16-bitni raw kod srednje formatne digitalne kamere Hasselblad H4D (cijena je otprilike 30 000 eura). Kod RAW fotografija moguće je mijenjati temperaturu boja, razmaci između ekspozicija mogu biti veći (+2/2 ev).

2.2 Načini slikanja fotografija

Još jedna stvar koja razlikuje stvaranje HDRI-a za upotrebu u klasičnoj fotografiji i onoj kojoj je svrha upotreba unutuar 3D programa je vidni kut. Za globlano osvjetljenje ili refleksije u 3D programima koriste se .hdr fotografije koje imaju vidni kut od 360 stupnjeva. Za fotografiranje kugle sa visokim stupnjem refleksije (po mogućnosti 100%) koritste se kromirane kugle ili staklene kugle. Staklene kugle su jeftinije, imaju svjetliju refleksiju, znaju imati neravnine ali ne smeta ako se fotografije koriste za informaciju o boji i svjetlu, no krhkije su i lako se izgrebu. Krom kugle s druge strane se teško unište, ali su manje reflektivne i daju manje svjetlije refleksije. Daju „mekanije fotografije“ zbog sitnih ogrebotina po površini i skuplje su od staklenih. Pod uvjetom da koristimo samo jedan kadar fotografije kromirane kugle, bit će lakše za obraditi i napraviti konverziju u hdr. Ovakav način izrade sasvim je dovoljan za generalne informacije o osvjetljenju i bojama, no nije dovoljan za refleksije jer početna fotografija nije dvoljne kvalitete (rubovi kugle su zamućeni). Ovo se može riješiti slikanjem kugle iz više kuteva. Dodatni problem je refleksija fotografa koja u korištenju .hdr datoteke kao refleksije može izuzetno smetati. Prilikom fotografiranja kugle treba paziti da je fotoaparat u ravnini sa kuglom, kugla mora zauzimati maksimalan dio kadra i po mogućnosti fotoaparat mora biti što udaljeniji od kugle (ako prostor to dopušta) kako bi se smanjio dio refleksije koju zauzima fotoaparat.


aa

 Slika 2.2 Primjer fotografiranja krom kugle

Kada je napravljena .hdr datoteka (u bilo kojem od odgovarajućih programa), slika se izreže do samih rubova kugle, provjeri se veličina slike (treba biti kvadrat, dakle ako je 1024 x 1033 mijenja se veličina u 1024 x 1024). Datoteka se otvori u nekom programu koji omogućuje „razmotavanje “ kugle (npr. HDRshop). U HDRshopu se napravi konverzija panorame tj. sferni prikaz (mirrored ball) pretvara se u pravokutni oblik (Latitude longitude) odnosa stranica 2:1. Hdr datoteka se još može dodatno retuširati (micanje stalka i fotoaparata iz scene) u odgovarajućem programu.

a 

Slika 2.3 Odmotavanje sferičnog .hdr u plošni

Još jedan od načina slikanja je fotografiranje široko-kutnim objektivom: FishEye ili Rectilinear objektiv. Izbor korištenja ovisi o fotografu i navikama rada. Oba objektiva imaju prednosti i mane. Fisheye objektiv znači relativno manje fotografija i veću oštrinu na rubovima. Rectilinear objektiv je nešto lakše za koristiti i spajati u jednu panoramu, ali traži više fotografija. Još jedna stvar koja daje prednost Fisheye objektivu je ta da oni uglavnom imaju premaz koji umanjuje lens flare efekt. Slikanje panorame pomoću više kadrova širokokutnim objektivima zahtijeva više vremena (pogotovo spajanje kadrova u jedan), novaca, veće znanje u obradi fotografija ,više datotkeka i prostora na hard disku. No ovako dobivene .hdr datoteke se mogu koristiti bilo kao osvjetljenje, informacije o bojama, refleksije na obje-ktima te pozadinske scene.

3. UPOTREBA U 3D PROGRAMIMA

Jedan od načina korištenja .hdr ekstenzija u 3D programima je da bude reflektirajuća mapa, globalna iluminacija, mapa za raspršivanje i jačinu svjetlosti na 3D objektima ili kao i bilo koja druga bitmapa mapirana u okruženje, polusferu ili bilo koji objekt koji ima svojstvo mapiranja. Rezultat korištenja ovih ekstenzija je prikaz realističnih scena, olakšavanje i smanjenje posla koji se tiče rasvjete. Na sličan način može se koristiti i .jpg format, ali njezin mali dinamički raspon uvelike ograničava slobodu implementacije unutar 3D programa. Najveći problem kod .jpg formata je bijela točka.

Područje intenziteta bijele točke se odvija unutar raspona od 0 do 1, s tim da je 1 opisuje najveći intenzitet. Ako izvor svjetlosti (npr. sunce) ima maksimalnu vrijednost, problem nastaje kod ploha/objekata koje reflektiraju ovu svjetlost u nešto manjoj vrijednosti od izvora. Prikaz ovih refleksija će odlaziti u sivi tonalitet. Osim toga nedostajati će im prikaz realističnosti jer ne mogu prikazati pojavu razlijevanja svjetlosti (pojava kada iz tamnog prostora gledamo u prozor koji je obasjan). Kod .hdr formatata vrijednosti ne posjeduju gornju granicu, ekspoziciju možemo podešavati i pojava razlijevanja svjetlosti je vidljiva i na manje reflektirajućim predmetima.

a

Slika 3.1 Razina svjetlosti i nivoa ekspozicije u 3D programu


Korištenje HDRI kod renderiranja se može podijeliti na iduće primjene:
- kao mapa za refleksije i refrakcije
- kao mapa za globalno osvjetljenje
- kao pozadina ili okruženje (ovdje se koriste .jpg
formati izvedeni iz .hdr formata)

Iz tog razloga praktički moramo imati tri HDR fotografije iste scene, s time da svaku podešavamo po njenim potrebama.

3.1 HDR u refleksijama i refrakcijama

Kako bi shvatili zašto se HDR pri izradi ovakvih mapa koristi, potrebno je poznavati ponašanje svijetla u prirodi. Jedna od najosnovnijih pojava naziva se refleksija. Ona se definira kao promjena smjera širenja svjetlosne zrake (tj. vala), na granici dvaju sredstava. Refleksija je najučestaliji primjer optičkih efekata. Laički objašnjeno svjetlost putuje zrakom, doseže površinu nekog objekta, te se odbija, mijenjajući smjer svog širenja.
Matematički se ova promjena smjera može opisati uz pomoć dviju veličina:
- upadnog kuta
- kuta refleksije

Zakon refleksije jednostavno kaže: upadni kut jednak je kutu refleksije

aa

a 

Slika 3.2 Prikaz reflekcije i refrakcije

Slijedeće osnovno svojstvo svjetlosti je refrakcija. Ta pojava nastaje kada svjetlost prelazi iz jednog propagacijskog sredstva u drugo. Zbog različite gustoće sredstava svijetlost mijenja svoju brzinu. Za svako sredstvo se može definirati indeks loma koji govori koliko će dano sredstvo usporiti gibanje svjetlosti. Promjenom brzine gibanja dolazi i do promjene smjera širenja zrake svjetlosti.
Optički fenomen koji nastaje upravo posredstvom refrakcija i refleksija naziva se kaustika. Kaustika je ovojnica zraka svjetlosti, refraktiranih ili reflektiranih, od zaobljene površine. Također, pod kaustikom se može podrazumijevati i projekcija te ovojnice na neku drugu površinu. Jedan od primjera kaustike jest pojava koje se može vidjeti pokraj prazne čaše koja je obasjana svjetlošću. Na samom stolu pokraj čaše ponekad možemo primjetiti neobičan oblik zraka svjetlosti koji je projiciran s čaše zahvaljujući pojavama refrakcije i refleksije. Takvi oblici općenito se nazivaju kaustika.


a 

Slika 3.3 Kaustika na primjeru čaše

Postoje još mnoga svojstva svjetlosti kao što su: difrakcija, interferencija, polarizacija, apsorpcija, ispod-površinsko raspršivanje. Svaka od tih pojava utječe na sliku koju ljudi golim okom u realnom svijetu i vide. U računalnoj grafici, HDR fotografija se za sada najviše koristi za simuliranje refleksija/refrakcija na zaobljenim objektima uz uvjet da se radi o objektu sjajnije površine, bilo da se radi o ljudskoj koži ili o kromiranom braniku automobila.

3.2 HDR kao globalna iluminacija

Nakon izrade HDRI u nekom od programa poput HDRshopa, nakon podešavanja kontrasta i boja u samom programu, bilo bi dobro napravi ti kopiju same HDR datoteke. U sva tri slučaja (refleksije/refrakcije, globalna iluminacija i okruženje) koristi se HDR fotografija iste scene što ne znači da te fotografije moraju biti identične. Kod mape za globalnu iluminaciju HDR ne mora biti oštar, čak se dobivaju i bolji rezultati ako je ta fotografija malo zamučena (blur efekt). Kada se koristi oštra HDR fotografija za globalnu iluminaciju renderi ispadaju „prljavii“ zbog oštrih detalja na mapi iluminacije. Ne samo da je render bolji sa zamučenim HDR-om već i sam proces renderiranja traje kraće iz razloga što takva fotografija sadrži manje informacija o oštrim detaljima.

aa

Slika 3.4 HDR kao globalna iluminacija

3.3 HDR kao okruženje
Za okruženje se može iskoristiti čista .hdr datoteka u obliku panorame, ali nije neophodna. Obično se koristi .jpeg napravljen od HDR-a koji se u programu postavlja kao background image ili se renderira sama scena bez pozadine i kasnije su ne nekom 2D grafičkom programu spoji sa HDR fotografijom.

a 

Slika 3.5 HDR kao okruženje i iluminacija

4. MENTAL RAY

Mental Ray je kvalitetna aplikacija za iscrtavanje (renderiranje) proizvedena od tvrtke Mental Images (Berlin, Njemačka). Tvrtku je 2007. godine kupio jedan od vodećih proizvođača grafičkih kartica u svijetu, NVIDIA. Mental Ray koristi Ray tracing metodu za dobivanje slika, odnosno za renderiranje. Mental Ray korišten je u mnogim filmovima, kao što su Hulk, The Matrix Triology, The Day After Tommorow, Poseidon, Jurassic Park, itd.

4.1 Značajke Mental Ray-a

Glavna značajka Mental Ray-a je postizanje visokih performansi preko paralelnosti na računalima koja koriste više jezgrenu tehnologiju i na render farmama. Program koristi     tehniku  ubrzavanja „scanline“ rende-riranje red po red) za određivanje vidljive površine i koristi metodu particioniranja binarnog prostora (BSP partitioning) za određivanje sekundarnih zraka. Također podržava kaustiku i fizikalno točnu simulaciju globalnog osvjetljenja koristeći mape fotona (photon mapping). Može se simulirati bilo koja kombinacija reflektiranja, refraktiranja i apsorbiranja zraka svjetlosti. Mental Ray je dizajniran da se integrira u „third-party“ 3D aplikacije koristeći API (sučelje za programiranje aplikacija) ili da se koristi kao samostalni program upotrebljavajući .mi vrstu datoteke za paketno (batch) renderiranje. Do sada Mental Ray je integriran u mnoge programe, najpoznatiji su Autodesk Maya, 3D Studio Max, Autodesk AutoCAD, Cinema 4D, Autodesk XSI, Houdini, SolidWorks. Većina od tih programa dolazi sa svojim vlastitim bibliotekama materijala (shadera). Uz pretpostavku da su ti svi materijali dostupni Mental Ray-u, svaka .mi datoteka se može izrenderirati bez obzira u kojem je programu generirana.
Mental Ray je u potpunosti programibilan, podržavajući povezane potprograme koji se nazivaju shaderi, napisani u C ili C++ programskoj jeziku. Ta se opcija može iskoristiti da se naprave geometrijski elementi za vrijeme izvođenja renderiranja, proceduralne teksture, „bump” i „displacement” mape, atmosferski efekti, okolina, leće kamera i izvori svjetlosti. Mental Ray je 2003. godine nagrađen od strane Academy Award za doprinos filmskoj industriju na području 3D grafike i vizualnih efekata.

5. PRAĆENJE ZRAKA (RAY TRACING)

Iscrtavanje jedan je od temeljnih pojmova računalne grafike. Iscrtavanje je računalno stvaranje slika pomoću osnovnih geometrijskih oblika uz uporabu boja i sjenčanja (eng. shading) tj. davanja slici dodatne dimenzije promjenom njenog izgleda pomoću svjetla i sjene. Takve slike su vrlo stvarne, a na suvremenim računalima njihova kakvoća je usporediva sa kakvoćom fotografija. Jedna od tehnika iscrtavanja je praćenje zrake. Praćenje zrake (eng. Ray tracing) je klasična     i izuzetno često upotrebljavana metoda iscrtavanja trodimenzionalnih (3D) scena.
Metoda je zasnovana na zakonima optike (refleksija, refrakcija) uz korištenje pojednostavljenog modela osvjetljenja za izračunavanje intenziteta svjetlosti u određenoj točki. Metodom praćenja zrake dobivaju se vrlo impresivne slike 3D scena koje uključuju efekte zrcaljenja, prozirnosti i sjena. Pritom je osnovna metoda vrlo jednostavna za primjenu jer se sastoji od rekurzivnog ponavljanja nekoliko osnovnih operacija. Praćenje zrake je tehnika iscrtavanja koja generira sliku neke scene simulirajući prostiranje realnih svjetlosnih zraka u prostoru. Međutim, ova tehnika radi to obrnuto. U realnosti se svjetlosne zrake prostiru od svjetlosnog izvora prema objektima koji su osvijetljeni, zatim se svjetlost odbija od objekta ili prolazi kroz prozirne objekte, a zatim odbijena svjetlost dolazi do naših očiju ili do kamere.

5.1. Final gather

Mnoge aplikacije za renderiranje ne izračunavaju odbijanje svjetlosti. Preciznije, ne izračunavaju raspršivanje svjetlosti. Raspršivanje svjetlosti događa se kada se svjetlost odbije u svim smjerovima od nerefektirajuće površine. U većini slučajeva taj efekt bi se trebao uzeti u obzir da bi se dobio dobar, realističan render.
Mental Ray nudi metodu koja dopušta izračunavanje raspršenih zraka svjetlosti: Final Gather metoda. Final Gather metoda predviđa raspršene zrake koje se pojavljuju u stvarnom svijetu, pri tome pokušavajući održati vrijeme renderiranja koliko je moguće manje koristeći pametni model računanja.
Final Gather najbolje radi sa scenama koje imaju ravnomjerno distribuiranu svjetlost, npr. scena eksterijera s vanjskim svjetlom (daylight), scene interijera s velikom površinom od kuda dolazi dnevna svjetlost ili drugi izvori svjetla s velikim prostorom.

6. USPOREDBA GLOBAL ILLUMINATION I FINAL GATHERING

Testna konfiguracija za renderiranje je:
- CPU: AMD Phenom 9950 Quad-core 2,73 GHz
- Memorija: 6 GB RAM
- Grafička kartica: ATI Radeon 6670 1GB

U test sceni je korištena slika preuzeta sa galerije koja se nalazi na internet stranicama Paula Debeveca. Ta HDR slika je služila kao osvjetljenje za scenu. Scena je prilično jednostavnog izgleda. U njoj se nalazi model auta (Lamborghini) koji je na ravnoj površini. Osvjetljenje je IMB (image based lighting) i korištena su još dva areaLight izvora svjetlosti koja su dodana kako bi se postigli što realističniji odsjaji na rubovima automobila. Kao glavni shader (materijal) za auto je stavljen mi_car_paint, sa postavkama Ambient, Base Color, Edge Color crne boje, a Lit Color je tamno crvene boje. Za staklo je korišten dielectric_material shader, sa indeksom loma 1.5. Kao materijal za aluminijske naplatke primijenjen je mi_metallic_paint, s postavkama Ambient, Base Color, Lit Color crne boje, a Edge Color tamno sive boje. Materijali kod kočnica su phong shaderi, crvene, sive i bijele boje. Također je phong materijal za površinu na kojoj se automobil nalazi. Kao render engine, aplikaciju, način renderiranja korišten je Mental ray (verzija 3.8.1.26). Postavke Mental ray-a bile su: format izlazne renderirane slike .jpg; veličina slike je 1920 x 1080 piksela (HD 1080p) rezolucije 300 dpi-a; ScanLine način renderiranja; za potrebe ovog testiranja ista scena je renderirana s isključenim Final Gathering-om i isključenim Global Illumination-om, a druga slika sa uključenim istim postavkama.
Cilj je bio postignuti fotorealističnu sliku generiranu računalom. Razlika u kvaliteti odsjaja, osvjetljenja, loma zraka i sjena je vidljiva već na prvi pogled. Kod isključenih temeljnih elemenata Mental ray-a (FG i GI), kalkulacije osvjetljenja drastično padaju, što ubrzava sam proces iscrtavanja, koji se proprocjonalno odnosi i na kvalitetu početnog cilja. Rezultat bez uključenig FG i GI nije zadovoljavajući.

7. ZAKLJUČAK

Razvoj 3D aplikacija te korištenje istih bilo u filmskoj industriji ili u vizualizaciji arhitektonskog rješenja danas je doveo do tog stupnja da čak i najiskusniji profesionalci koji rade u tom području informatike teško mogu razlučiti stvarnu sliku od one koja je kompjuterski generirana. Može se slobodno reći, uzimajući u obzir eru računala, da je grana 3D renderiranja i animacije jedna od najbrže razvijajućih grana u informatici. 3D programa ima sve više i oni postaju jeftiniji i pristupačniji svim korisnicima. Današnji korisnik nekog određenog 3D programa (npr. Autodesk Maya, 3D Studio Max, NewTek Lightwave i sl.) ne treba znati programirati u C++ ili Phyton jeziku da bi mogao koristiti program i dobiti fotorealističan konačni render. Proizvođači 3D programa prilagođavaju i pojedno-stavljuju sučelja da bi oni bilo što dostupniji svim korisnicima. Iz test rendera je vidljivo da realističnost konačne slike prvenstveno ovisi o broju poligona i broju objekata i broju izvora svjetlosti u sceni. HDR slike se koriste kao zamjena za stvarnu okolinu. One znatno doprinose skraćivanju vremena renderiranja i realističnosti renderiranih slika. Bitna stvar za vrijeme renderiranja slike je rezolucija, što veći broj piksela odnosno veća rezolucija znači i duže vrijeme renderiranje. Realističnost također ovisi o odabiru pogona iscrtavanja (render engine). Razlikuje se da li je on bias ili unbias. Unbias render engine nema konačno vrijeme renderiranja, osim ako korisnik sam ne odredi duljinu renderiranja te on fizikalno točno izračunava svjetlost. Najpoznatiji bias pogoni za iscrtavanje su NVIDIA Mental Ray, VRay i KRay. Najpoznatiji unbias su Maxwell Render, Indigo Render, Mental images iRay. Slijedeća važna stvar su postavke pogona za iscrtavanje. Tu određujemo da li će pogon koristiti kaustiku, globalno osvjetljenje, Final Gathering, i sl. Nakon toga vrijeme renderiranja ovisi o hardverskim specifikacijama računala. Kod renderiranja primijeti se velika razlika između dvojezgrenih (dual-core) i četverojezgrenih procesora (quad-core), što recimo nije slučaj kod korištenja operativnog sustava gdje su razlike gotovo neprimjetne. Upravo zbog tog razloga veliki filmski studiji i tvrtke koje se bave vizualizacijom i animiranjem specijalnih efekata koriste tzv. render farme. Render farme su računala spojena u „cluster“ (grupa međusobno povezanih procesora koja tvori jedno jedinstveno računalo) koja imaju zajednički zadatak izvođenja kalkulacija koje su potrebne za sam proces iscrtavanja računalne slike. Final Gather i Global Illumination, potpomognuti HDR fotografijom koja se koristi kao primarni izvor svjetla u sceni, pridonose vrlo kvalitetnoj vizualizaciji te predstavljaju standard za produkcijske zahtjeve.

8. LITERATURA

  1. The HDRI handbook : high dynamic range imaging for photographers and CG artists /Christian Bloch. -- 1st edition. 2007.
  2. filmski.net/sw4i/thumbnail/thumb?thumbId=01181&fileSize=22843&lastModified
    =1280185500000&contentType=image/jpeg , rujan 2011.
  3. http://ict.debevec.org/~debevec/FiatLux/media/images/, rujan 2011.
  4. www.hdrlabs.com/tutorials/, rujan 2011.
  5. http://employeepages.scad.edu/~kwitte/documents/HDRI/How_To_Shoot_Chrome_Ball.pdf , rujan 2011
  6. www.smartphonedaily.de/screenshots/medium/2008/09/awesomephotos18HDR.jpg , rujan 2011.
  7. http://ict.debevec.org/~debevec/ , rujan 2011.
  8. http://www.360vr.com ,rujan 2011.
  9. http://3e1science.blogspot.com/, rujan 2011.
  10. http://www.easypano.com/panoramicphotography.html , rujan 2011.
  11. www.hyperfocaldesign.com/images/stories/intervie wees/on-the-lazyboy.jpg ,rujan 2011.
  12. www.maxrealms.com/modules/tutorials/Image3.jpg , rujan 2011.
  13. http://4.bp.blogspot.com/_xVYiJxlnRgg/TFlKAYzrh8AAAAAAAAfg/2QLUNxQVA3Q/s1600/maya2011_1.jpg, rujan 2011.
  14. www.carnet.hr/referalni/obrazovni/imme/AC.html ,rujan 2011.
  15. www2.imm.dtu.dk/~jab/gallery/cognac.jpg , rujan 2011.
  16. http://wiki.bk.tudelft.nl/toipedia/Rendering_Mental_Ray:_Final_Gather, rujan 2011.
  17. http://gl.ict.usc.edu/Data/HighResProbes/, rujan 2011.
  18. http://rendermania.com/hdri/ , rujan 2011.
  19. www.aversis.be/tutorials/vRay/basic_hdri_01.htm , rujan 2011.
  20. www.trinisica.com/sub_learn_typedissue.asp?lv=3&mode=1&issue=002,rujan 2011.
  21. www.zwischendrin.com/tutorials/hdr_scene_setup_tutorial.pdf , rujan 2011.
  22. http://en.wikipedia.org/wiki/High_dynamic_range_rende ring#Limitations_and_Compensations , rujan 2011.
  23. http://www.cybergrain.com/tech/hdr/, rujan 2011.
  24. http://ict.debevec.org/~debevec/ , rujan 2011.
  25. www.bobgroothuis.com/blog/2010/05/theheveningen360%C2%B0projectpreview4thebunker/ , rujan 2011.

 

Patrik Ervells latest collection is ironically titled “Software”ADIDAS ORIGINALS TUBULAR SHADOW. In the notes from the presentation, Ervell says he was interested in developing tension between nostalgia and sci-fi,NIKE ZOOM WINFLO 3 and even included 90s cyberpunk amongst his influences. Ervell developed this point of view by creating an imaginary software company called Idegen software systems. He then re-appropriated the company’AIR JORDAN XXXI MENs logo in several of the collection’s garments. Elsewhere,MBT TARIKI MEN mohair coats with oversized lapels made an appearance alongside mock neck tees,NIKE AIR JORDAN RETRO 5 police-inspired ribbed sweaters,MBT FORA GTX WOMEN flight bombers, and polyurethane leather coats. The setting was also suitably dystopian, and the resulting ambiance was something akin to if the creators of Deutschland 83 and Hackers met up and decided to create a collection… We mean that as a compliment.Yesterday afternoon,JORDAN CP3 IX MEN artist JR spent the day working on his latest collaborative piece with Daniel Arsham in Greenpoint,NIKE AIR MAX 90 Brooklyn,MBT KIMONDO GTX MEN NYC. Connecting the lines between art, architecture, dance and theater, Daniel Arsham has been known to subvert existing architectural structures in unconventional,NIKE CLASSIC CORTEZ NYLON playful ways; confusing and confounding the expectations of space and form. Source: Street Art News .