NOWY MODEL ODBICIA ŚWIATŁA OD POWIERZCHNI WYKORZYSTUJĄCY KOMBINACJĘ DWÓCH FUNKCJI SZEŚCIENNYCH
Oleksandr Romanyuk
rom8591@gmail.comVinnytsia National Technical University (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0002-2245-3364
Yevhen Zavalniuk
Vinnytsia National Technical University (Ukraina)
http://orcid.org/0009-0005-1202-4653
Sergii Pavlov
Vinnytsia National Technical University (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0002-0051-5560
Roman Chekhmestruk
3D GENERATION UA (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0002-5362-8796
Bondarenko Bondarenko
Vinnytsia National Technical University (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0003-3339-0570
Tetiana Koval
Mykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0002-3190-1181
Aliya Kalizhanova
University of Power Engineering and Telecommunications; Institute of Information and Computational Technologies MES CS RK (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0002-5979-9756
Aigul Iskakova
Kazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev (Kazachstan)
http://orcid.org/0000-0001-8043-819X
Abstrakt
W artykule opracowano model odbicia światła oparty na kombinacji dwóch sześciennych dwukierunkowych funkcji rozkładu odbicia. Przeanalizowano główne składniki koloru i główne wymagania dotyczące odtwarzania odblasków obiektu. Opisano charakterystykę użytkowania modeli odbicia Cooka-Torrance'a, Baghera, Orena-Nayara i Shirleya. Rozważono zalety i wady wysoce wydajnego modelu Blinn-Phong. Uzasadniono konieczność aproksymacji modelu Blinna-Phonga funkcją niskiego stopnia. Określono charakterystykę wielomianu sześciennego aproksymującego model Blinna-Phonga. Ustalono, że główną wadą tej aproksymacji jest znaczne odchylenie funkcji od funkcji odniesienia w strefie tłumienia olśnienia. Zaproponowano funkcję kombinowaną, która łączy dwie funkcje sześcienne. Pierwsza funkcja sześcienna odtwarza epicentrum olśnienia, a druga zastępuje określoną funkcję w strefie tłumienia. Stworzono układ równań do obliczania współczynników drugiej funkcji. Uzyskano wzór na punkt połączenia dwóch funkcji sześciennych. Uzyskano wykres opracowanego połączonego modelu opartego na funkcjach sześciennych. Dla połączonych i oryginalnych funkcji sześciennych dokonano porównania maksymalnych błędów względnych w strefie epicentrum olśnienia, maksymalnych błędów bezwzględnych i błędów względnych w punkcie przegięcia. Zbudowano trójwymiarowy wykres błędu bezwzględnego połączonego modelu sześciennego z modelu Blinna-Phonga w zależności od połysku i wartości kąta. Porównano wyniki wizualizacji oparte na połączonych i oryginalnych funkcjach sześciennych. Potwierdzono, że proponowany model odbicia zwiększa realizm powstawania odblasków w strefie tłumienia. Wynikowy połączony model odbicia zapewnia bardzo dokładne przybliżenie modelu Blinna-Phonga i jest bardzo wydajny, ponieważ używana jest funkcja trzeciej potęgi.
Słowa kluczowe:
dwukierunkowa funkcja rozkładu współczynnika odbicia, funkcja sześcienna, model współczynnika odbicia, cieniowanie, funkcja łączonaBibliografia
Avrunin O. G., Tymkovych M. Y., Abdelhamid I. Y., Shushliapina N. O., Nosova Y. V., Semenets V. V.: Features of image segmentation of the upper respiratory tract for planning of rhinosurgical surgery. IEEE 39th International Conference on Electronics and Nanotechnology, ELNANO 2019, 485–488.
DOI: https://doi.org/10.1109/ELNANO.2019.8783739
Google Scholar
Bagher M.: Accurate fitting of measured reflectances using a Shifted Gamma micro-facet distribution. Computer Graphics Forum 31(4), 2012, 1509–1518.
DOI: https://doi.org/10.1111/j.1467-8659.2012.03147.x
Google Scholar
Han Yu. et al.: Learning a 3D Morphable Face Reflectance Model from Low-cost Data. arXiv: 2303.11686, 2023.
DOI: https://doi.org/10.1109/CVPR52729.2023.00831
Google Scholar
Jakob W. et al.: A Comprehansive Framework for Rendering Layered Materials. ACM Transactions on Graphics 33(4), 2014, 1–14.
DOI: https://doi.org/10.1145/2601097.2601139
Google Scholar
Kurt M.: Real-Time Shading with Phong BRDF Model. DEUFMD 21(63), 2019, 859–867.
Google Scholar
Liu H. et al.: Development of a Face Recognition System and Its Intelligent Lighting Compensation Method for Dark-Field Application. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 70, 2021, 1–16.
DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2021.3111076
Google Scholar
Montes R., Urena C.: An Overview of BRDF Models. University of Granada, 2012.
Google Scholar
Romanyuk A. The Bidirectional Reflectance Distributive Function Classification Scientific Papers of Donetsk National Technical University 9, 2008,145–151.
Google Scholar
Romanyuk O., Chornyy A.: Vysokoproduktyvni metody ta zasoby zafarbovuvannya tryvymirnykh hrafichnykh ob”yektiv. UNIVERSUM-Vinnytsya, Vinnytsya, 2006.
Google Scholar
Romanyuk O.: Komp'yuterna hrafika: Navchal’nyy posibnyk. VDTU, Vinnytsya 1999.
Google Scholar
Romanyuk O. et al.: The Concept and Means of Adaptive Shading. 12th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Ruzomberok, 2022, 33 –38.
DOI: https://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913105
Google Scholar
Romanyuk S., Pavlov S., Wójcik W. et al.: Using lights in a volume-oriented rendering. Proc. SPIE 10445, 2017, 104450U.
Google Scholar
Schill S. et al.: Temporal Modeling of Bidirectional Reflection Distribution Function (BRDF) in Coastal Vegetation. GIScience & Remote Sensing 41(2), 2004, 116–134.
DOI: https://doi.org/10.2747/1548-1603.41.2.116
Google Scholar
Tan P.: Phong Reflectance Model. Computer Vision, 2020, 1–3.
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-03243-2_536-1
Google Scholar
Thiele S. et al.: A Novel and Open-Source Illumination Correction for Hyperspectral Digital Outcrop Models. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 60, 2022, 1–12.
DOI: https://doi.org/10.1109/TGRS.2021.3098725
Google Scholar
Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M.: Information Technology in Medical Diagnostics II. Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book, London 2019.
DOI: https://doi.org/10.1201/9780429057618
Google Scholar
Wójcik W., Smolarz A.: Information Technology in Medical Diagnostics. CRC Press, 2017.
DOI: https://doi.org/10.1201/9781315098050
Google Scholar
Zavalniuk Ye. K. et al.: The development of the modified schlick model for the specular color component calculation. Information technology and computer engineering 55(3), 2022, 4–12.
DOI: https://doi.org/10.31649/1999-9941-2022-55-3-4-12
Google Scholar
Zou Ya. et al.: Developmental Trends in the Application and Measurement of the Bidirectional Reflection Distribution Function. Sensors 22 (5), 2022, 1739–1763.
DOI: https://doi.org/10.3390/s22051739
Google Scholar
Autorzy
Oleksandr Romanyukrom8591@gmail.com
Vinnytsia National Technical University Ukraina
http://orcid.org/0000-0002-2245-3364
Autorzy
Yevhen ZavalniukVinnytsia National Technical University Ukraina
http://orcid.org/0009-0005-1202-4653
Autorzy
Sergii PavlovVinnytsia National Technical University Ukraina
http://orcid.org/0000-0002-0051-5560
Autorzy
Bondarenko BondarenkoVinnytsia National Technical University Ukraina
http://orcid.org/0000-0003-3339-0570
Autorzy
Tetiana KovalMykhailo Kotsiubynskyi State Pedagogical University Ukraina
http://orcid.org/0000-0002-3190-1181
Autorzy
Aliya KalizhanovaUniversity of Power Engineering and Telecommunications; Institute of Information and Computational Technologies MES CS RK Kazachstan
http://orcid.org/0000-0002-5979-9756
Autorzy
Aigul IskakovaKazakh National Research Technical University named after K. I. Satpayev Kazachstan
http://orcid.org/0000-0001-8043-819X
Statystyki
Abstract views: 136PDF downloads: 121
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Olga Chaikovska, Oleksandr Ponomarenko, Olexandr Dovgan, Igor Rokunets, Sergii Pavlov, Olena Kryvoviaz, Oleg Vlasenko, KONCEPCJA I REALIZACJA SYSTEMU PLECAKOWEGO DLA WIELOKANAŁOWEJ ELEKTROFIZJOLOGII U SWOBODNIE ZACHOWUJĄCYCH SIĘ GRYZONI , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 4 (2019)
- Sergii Pavlov, Yurii Bezsmertnyi, Stanislav Iaremyn, Halyna Bezsmertna, PARAMETRY PRZESTRZENNE STATOGRAMÓW W DIAGNOSTYCE PATOLOGII UKŁADU MIĘŚNIOWO-SZKIELETOWEGO , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 10 Nr 3 (2020)
- Liudmyla Shkilniak, Waldemar Wójcik, Sergii Pavlov, Oleg Vlasenko, Tetiana Kanishyna, Irina Khomyuk, Oleh Bezverkhyi, Sofia Dembitska, Orken Mamyrbayev, Aigul Iskakova, EKSPERCKIE SYSTEMY ROZMYTE DO OCENY INTENSYWNOŚCI REAKTYWNEGO OBRZĘKU TKANEK MIĘKKICH U PACJENTÓW Z CUKRZYCĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 12 Nr 3 (2022)
- Waldemar Wójcik, Maksat Kalimoldayev, Yedilkhan Amirgaliyev, Murat Kunelbayev, Aliya Kalizhanova, Ainur Kozbakova, Timur Merembayev, ANALIZA EGZERGETYCZNA KOLEKTORA SŁONECZNEGO DWUOBWODOWEGO Z OBIEGIEM TERMOSYFONU , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 3 (2019)
- Vasyl Kukharchuk, Waldemar Wójcik, Sergii Pavlov, Samoil Katsyv, Volodymyr Holodiuk, Oleksandr Reyda, Ainur Kozbakova, Gaukhar Borankulova , CECHY POMIARÓW DYNAMICZNYCH PRĘDKOŚCI KĄTOWEJ Z WYKORZYSTANIEM ENKODERA , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 12 Nr 3 (2022)
- Sergii Pavlov, Yosyp Saldan, Dina Vovkotrub-Lyahovska, Yuliia Saldan, Valentina Vassilenko, Yuliia Yakusheva, TECHNOLOGIE INFORMACYJNE W CELU ANALIZY ZMIAN STRUKTURALNYCH W PROCESIE DIAGNOSTYKI IDIOPATYCZNYCH OTWORÓW PLAMKI , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 2 (2019)
- Waldemar Wójcik, Aliya Kalizhanova, Gulzhan Kashaganova, Ainur Kozbakova, Zhalau Aitkulov, Zhassulan Orazbekov, BADANIE PARAMETRÓW ŚWIATŁOWODOWYCH SYSTEMÓW POMIAROWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 2 (2019)
- Nataliia Savina, Olha Romanko, Sergii Pavlov, Volodymyr Lytvynenko, NOWOCZESNE ZARZĄDZANIE KONKURENCYJNOŚCIĄ KRAJU , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 2 (2019)
- Andrii Perekrest, Vladimir Chenchevoi, Olga Chencheva, Alexandr Kovalenko, Mykhailo Kushch-Zhyrko, Aliya Kalizhanova, Yedilkhan Amirgaliyev, MODEL PROGNOZOWANIA SYSTEMÓW GRZEWCZYCH BUDYNKÓW UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ: PORÓWNANIE METODY SUPPORT VECTOR MACHINE I RANDOM FOREST , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 12 Nr 3 (2022)
- Kostyantyn Ovchynnykov, Oleksandr Vasilevskyi, Volodymyr Sevastianov, Yurii Polievoda, Aliya Kalizhanova, Bakhyt Yeraliyeva, WYZNACZANIE OPTYMALNEJ CZĘSTOTLIWOŚCI PIERWOTNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH DO POMIARU GRUBOŚCI POWŁOK DIELEKTRYCZNYCH NA POWIERZCHNIACH METALOWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 12 Nr 2 (2022)
