Как сделать объемный пучок: как сделать прическу на средних, длинных и коротких волосах? Кому подойдет высокий и низкий объемный пучок?

Содержание

Узнаем как изготовить объемный пучок?

Нельзя придумать более легкой прически, чем пучок. Он всегда выручает нас, когда нет времени на косичку или укладку. С ним можно пойти и на прогулку, и в кино, и даже в театр. Иногда пучок выглядит неаккуратно и весь образ становится небрежным, поэтому возникает вопрос: «Как сделать объемный пучок аккуратно и красиво?» Очень легко! Нужно просто уделить немного времени и потренироваться! Ваша неординарная прическа готова!

Ни для кого не секрет, что небрежность сейчас в моде. Можно увидеть множество девушек с пучками, из которых в разные стороны торчат пряди. Да, это модно! Но не стоит забывать, что мы девушки, а разве может девушка ходить с такой неаккуратной прической?

Итак, как сделать объемный пучок, который придаст вашему образу женственность и нежность? Для начала нужно определить, где именно будем формировать пучок. Девушкам с не очень длинной шеей и небольшой головой лучше отдать предпочтение пучкам у середины шеи. Для этого нужно начесать и собрать волосы, сложенные вдвое, резинкой. Последний штрих – выворачиваем сложенные вдвое волосы и закрепляем их шпильками. Получился очень романтичный и пышный пучок.

Если же вы обладаете длинной шеей, то собирать пучок нужно уже на затылке. Далее действуем по той же схеме. Результат вас точно обрадует!

Особенно пучки подойдут маленьким девушкам, потому что они могут прибавить несколько сантиметров роста. Но тут тоже нужно выбрать правильное расположение пучка. Для достижения такого результата лучше делать высокие маленькие пучки. Для придания легкости и романтичности можно выпустить из него несколько локонов. Сколько нежности несет в себе эта прическа – пучок на длинные волосы!

Для того чтобы сделать классический пучок, необходимо наличие у девушки густых волос. Для начала нужно их немного начесать и собрать в хвост. Далее скручиваем жгут и укладываем его на макушке. Закрепляем каждый круг шпильками. Необходимо следить за тем, чтобы волосы были распределены равномерно. Украсить получившийся объемный пучок можно декоративными шпильками или гребнем.

Если вы собираетесь на вечеринку и не знаете, как сделать объемный пучок, то вам следует просто смочить волосы гелем или воском и просушить их феном. Благодаря этой процедуре вы сможете не волноваться о сохранности вашего пучка. Из-за сушки пряди станут более объемными и пышными. Скручиваем их в пучок и фиксируем. Кончики лучше всего оставить выпущенными и завить их в кудри с помощью плойки. Такой пучок можно украсить крупной брошью или цветком. Смотрится он очень женственно и нежно.

Как сделать объемный пучок из волос средней длины? Сначала обрабатываем волосы воском или гелем, собираем в высокий хвост и тянем пряди в стороны. Это нужно для того чтобы хвост был очень тугим, а волосы были сильно натянуты. Далее разделяем волосы на пряди, завиваем их плойкой и подкалываем каждую из них под резинку. В итоге получаем объемный романтичный пучок в форме розочки.

Итак, пучок стал неотъемлемой частью нашей жизни. Он может придать любому образу новое звучание. Есть множество видов пучков, которые добавят разнообразие в вашу жизнь!

Как сделать пучок на голове с резинкой, носком и другими способами

Объемный пучок

  • Пучок и бублик.

Делаем конский хвост, предварительно расчесав локоны, продеваем их в середину бублика, кончики обматываем вокруг чудо-приспособления. Далее – выворачиваем бублик наизнанку, чтобы пучок получился объемным. На финальном этапе фиксируем шпильками.

Моем голову шампунем, используя термозащиту, сушим волосы феном. Однако, если вы используете слишком тяжелые средства для укладки – воздержитесь от них в этот раз, иначе начес будет радовать вас очень недолго. Волосы лучше сушить, наклонив голову вниз, потом снова распрямиться, так повторить несколько раз, чтобы волосы обрели объем и пышность. После того, как волосы стали сухими, делаем хвост и лакируем. Локоны делим на пряди, начесывая каждую из них.

Начесанные пряди превращаем в жгуты, которые собираем в пучок. Фиксируем шпильками.

  • «Французская ракушка».

Перед началом великого творческого процесса и создания такой прически, шевелюру необходимо подготовить с помощью геля, спрея или пенки для укладки. Верхнюю часть прически закрепим шпильками на макушке. У вас остались пряди? Верно, делаем жгут. Из остальных прядей делаем хвост, закрепляем его на уровне шеи. Свободные пряди прячем под косу, закрепляя заколками. Таким образом, все пряди с другой стороны должны перекрыть косу. В конце – оборачиваем прядь вокруг косы, кончики волос прячем под нее.

  • Пучок «Бантик».

Собираем волосы в хвост, продевая через резинку. Продеваем в последний раз наполовину. Должна получиться своеобразная «петля», которую мы делим на две части. Кончики волос аккуратно протаскиваем вверх и под резинкой закрепляем с помощью шпилек.

  • Пучок с носком.

За неимением бублика для пучка, можно обойтись обычным носком. Достаточно просто отрезать кончик носка и скрутить его. Итак, собираем волосы в хвост, продеваем их в носок, опускаем голову и смотрим, чтобы концы волосы равномерно лежали по диаметру носка. Не поднимая волосы, надеваем сверху резинку для волос, фиксируя пучок. Кончики волос можно аккуратно спрятать под резинку или зафиксировать шпильками.

Как сделать прическу пучок на средние волосы

Пучок с косами напоминает предыдущий вариант, только в данном случае заплетают не одну, а две или более кос (чем их больше, тем они соответственно тоньше). Если у вас каскадная стрижка на средних волосах, подразумевающая укороченные спереди пряди, можно сделать объемный пучок на затылке, выпустив при этом передние боковые локоны. Для тех, кто предпочитает простой и непринужденный стиль кэжуал можно посоветовать сделать следующий вариант пучка. Названия противозачаточных спиралей цена противозачаточной спирали цена противозачаточного контрацептива зависит от фирмы и производителя, а также материала. Волосы расчесывают, делают хвост чуть ниже затылка, закручивают локоны в жгут (или сначала заплетают косу, а затем формируют «шишку») и сверху закрепляют объемной бархатной резинкой или шпильками (концы прядей).

Смотрите видео

Объемное освещение – или «божественные лучи» – создать не так сложно, как следует из названия. Добавление лучей к вашему фильму в небольшом, управляемом масштабе вполне возможно.

Когда я начал работать над этим проектом, я подсознательно начал формировать несколько эссенциалистскую теорию. Вы можете масштабировать эту концепцию вверх и вниз в зависимости от размера вашего набора, вашей истории или других факторов, которые вы сочтете необходимыми. Все остальное – просто акцент для усиления фактического луча (ов).Итак, для создания лучей света вам понадобятся всего две вещи:

  • Узконаправленный источник света
  • дымка

Это означает, что светодиодная панель с несколькими маленькими лампочками (например, источниками света) не будет работать. Вы не только увидите несколько отдельных отправных точек от источника света, но и станет слишком мутным и широким, поскольку свет продолжит попадать на объект.

Светодиодная панель создает многоуровневую подсветку тумана, делая сцену менее реалистичной.

Fog тоже не справится со своей задачей. Туман «тяжелее» дымки, он более заметен, смешивается и рассеивается не так равномерно. Во многих случаях это будет выглядеть красиво – например, если вы хотите увидеть больше движения в ваших лучах. Однако передо мной был неподвижный мечтательный луч света.

Вначале я играл с различными комбинациями этой идеи, начиная с точечного (не наводящего) фонарика / фонаря и баллончика с дымкой. У меня получился красивый луч, отличный для среднего или близкого снимка.Тем не менее, видение в моей голове было немного больше, чем крошечный фонарь. В конце концов, это божественные лучи.


Arrisun HMI Устройство подсветки и дымки

Итак, настоящая секция балки этого набора состоит только из этих двух вещей. До сих пор я использовал только машины Hurricane Haze и дешевые машины для создания тумана, так что я не слишком придирчиво относился к своей настоящей машине для создания тумана.

ARRI Arrisun 12 излучает самый яркий свет, который вы можете подключить к стене.

Я очень разборчиво относился к одному свету.В качестве источника света я использовал ARRI Arrisun 12 – Par (1200 Вт), который (по мнению B&H) является самым ярким светом, который вы можете подключить к стене. Теперь в HMI Light используется дуговая лампа, в которой используется электрическая дуга, а не лампа накаливания. Лампа накаливания буквально означает «излучение света в результате нагрева», поэтому вы можете видеть, что это было бы менее идеальным, даже если бы они были менее дорогими. Лампы накаливания красивы, огни оранжевого цвета, а лампы HMI более эффективны и имеют дневную температуру.Скромный набор может выиграть от лампы накаливания.

Я немного переборщил и выбрал HMI и большую машину Hurricane Haze.


Размеры балки

Я представил себе гигантский луч света. Хозяева дома хотели поставить на окно жалюзи, которые ломали бы балку на части. В итоге с блайндами для этого сета все выглядело лучше (на мой взгляд), поэтому я оставил блайнды опущенными, вместо того, чтобы поднимать их.

Нарезание лучей света на узоры.

Для нашей маленькой версии, концепции прожектора + дымки в банке, вы могли бы реализовать ту же идею с печеньем своими руками из картона! Печенье, или cucoloris, может создать вид жалюзи, или вы можете создать любую форму, которая соответствует вашему видению. (Cucoloris пишется примерно четырьмя разными способами. Например, американский английский «серый» и британский английский «серый».)

Чтобы узнать больше о файлах cookie, ознакомьтесь с этими двумя статьями о сокращении света и создании модификаторов тени и света.


Акценты

После того, как вы выберете настройку света и дымки, остальной части вашего набора может потребоваться внимание, чтобы действительно создать настроение – например, с входной комнатой моего набора.Чтобы уравновесить монстра, которым является свет HMI, я выбрал стандартный комплект ARRI 4-Light Kit, чтобы придать сияющий баланс другим окнам.

Контрастные цвета, исходящие из окон.

Эти акценты также могут быть любыми практиками, которые вы хотите добавить. Самое интересное в наших лучах света заключается в том, что они не соответствуют цветовой температуре других источников света. Таким образом, когда вы перемещаетесь по пространству с более низким уровнем дымки (или без него), вы получаете малейший контраст нежно-голубого цвета от HMI к желтому цвету цыпленка в окружающих окнах.Не беспокойтесь о том, как правильно подобрать балки. Если вам это нравится, попробуйте!


Уровни дымки

Первый уровень

Первый кадр тумана едва уловим, сосредоточен на входной двери.

В первом кадре мягкая дымка сосредоточена у входной двери. Он нежный и мягкий, а остальная часть комнаты красивая и резкая.

Второй уровень

Второй снимок дымки мягко покрывает все пространство.

Level Two покрыл все пространство щедрым потоком тумана, что делало его заметным, но не подавляющим.

Третий уровень

Почти на полную мощность дымка поглощает всю территорию, создавая эффект дыма.

Давай разорвем! Мы включали дымку до тех пор, пока не стали опасаться, что ничего не увидим. На этом этапе вы получаете несколько фантастических, крутых сценариев со спецэффектами. К концу дымка стала казаться дымной.

Деталь начинает исчезать в едином луче света.

Деталь начала исчезать с лучами света, так что она превратилась в единый луч света. У нас также есть хороший трюк с исчезновением в этом луче света.


Советы

1. Снятие пожарной сигнализации.

Haze абсолютно сработает любую пожарную сигнализацию. И если вы достигнете второго или третьего уровня дымки, включение пожарной сигнализации не спасет вас от пронзительного крика. Если в комплекте есть оросители, это еще более критично.Найдите время, чтобы узнать, как правильно удалить пожарную сигнализацию любого типа, установленную на вашем устройстве (Google – ваш друг), и добавьте лестницу в свой список оборудования. Затем поместите оба в безопасное место.

Удаление и отключение пожарной сигнализации может быть проблемой, а также связано с опасностью, о которой должны знать производители (и вы). Поскольку нет сигналов тревоги, которые предупреждали бы вас о реальных пожарах, это следует отметить в листе вызовов и объявить, чтобы каждый мог общаться.

2. Найдите электрическую схему устройства.

Если вы не обученный маляр, возможно, вы не знаете, насколько нестабильными могут быть схемы в старых домах. Вы же не хотите взорвать цепь, что может произойти – особенно в доме – если вы не успеваете следить за тем, сколько ватт вы потребляете от каждой цепи – и какие вилки в какой цепи (не то, что я знаю из личного опыта или еще чего …). Определить электрическую схему дома может быть сложно. Дом, в котором мы снимали, имел дурацкую планировку, где гараж находился на той же цепи, что и одна розетка в кухне / гостиной.Поддерживайте связь с вашим менеджером по местоположению (или, в нашем случае, с владельцем дома).

Бонус: Вы можете позвонить в пункт проката, в котором получили свое снаряжение! Большинство домов для сдачи в аренду с радостью расскажут вам об основах, которые помогут вам приступить к работе, если у вас возникнут какие-либо проблемы. Будьте добры и терпеливы, и они, несомненно, поделятся своей мудростью!

3. Проветривание комплекта.

Откройте дверь или окно с двух противоположных сторон телевизора – желательно, чтобы ветер проходил сквозь них. Если вы включите вентилятор кондиционера, чтобы помочь, помните, где в доме расположены вентиляционные отверстия, чтобы дымка не перенаправлялась в комнаты с пожарной сигнализацией.


Конечный продукт

Итак, моя теория верна? Достаточно узкого луча света и некоторой дымки, чтобы получить луч света? Я бы сказал довольно много, да ! По сути, эти две вещи являются основой для практики этой техники. Хотя жалюзи, печенье, дополнительный свет и т. Д. Действительно могут усилить внешний вид, я многому научился с помощью моего прекрасного маленького бога-луча.


Интересуют треки, которые мы использовали для этого видео?

Хотите узнать больше об освещении? Ознакомьтесь с этими статьями.

Документация по объемному световому лучу

Простое и эффективное решение для объемного освещения, совместимое со всеми платформами: ПК с Windows, Mac OS X, Linux, WebGL, iOS, Android, VR, AR, консоли, встроенный / устаревший конвейер рендеринга, SRP (URP и HDRP) !

Volumetric Light Beam – это ресурс с рейтингом 5 звезд, доступный для движка Unity , который значительно улучшает освещение вашей сцены , генерируя действительно объемных процедурных луча света для рендеринга световых лучей высокого качества лучи эффекты.
Это идеальный, простой и дешевый способ имитации плотности, глубины и объема для ваших прожекторов и фонарей, даже на мобильном устройстве!

>> Получить в AssetStore <<

Это документация по плагину Volumetric Light Beam версии 1.97 .

Пожалуйста, оцените и напишите отзыв на странице Asset Store в магазине активов , если она вам нравится! Спасибо 🙂


Ресурсы

Игры с использованием плагина

Volumetric Light Beam – это плагин , готовый к производству, плагин, проверенный великолепными выпущенными играми с его участием:

Видео

Витрина с функциями
Как создать свой первый объемный световой луч

Демо

Попробуйте плагин Volumetric Light Beam на нескольких платформах с помощью этой автономной интерактивной демонстрации.

Контакты

  • Взгляните на тему на форуме , если вы хотите поделиться чем-то с сообществом.
  • Не стесняйтесь, чтобы позвонить по номеру , позвоните нам по номеру , если вам нужна помощь или предложить некоторые улучшения / функции!

Начало работы

Совместимость

Проверьте совместимость с версией Unity, с которой вы работаете, и с вашим целевым устройством / платформой.

Установить плагин

Загрузите плагин в AssetStore и импортируйте его. Плагин устанавливает необходимые файлы в папку Assets / Plugins / VolumetricLightBeam вашего проекта.

Настроить плагин

И все! Вы можете приступить к созданию новых объемных светильников!

Создайте свой первый световой луч

В меню Unity Create перейдите к Light и выберите одну из новых сущностей:

  • Объемный луч (3D) : создает новый автономный трехмерный луч света (без прикрепленных источников света).
  • Объемный луч (3D) и прожектор : создает новый прожектор с прикрепленным к нему трехмерным лучом света.
  • Объемный луч (2D) : создает новый автономный двухмерный луч света. 2D означает, что луч будет генерироваться по оси X (вместо оси Z), поэтому он более подходит для использования в 2D-сценах.

Кроме того, вы можете прикрепить компонент VolumetricLightBeam к:


Ограничения

Volumetric Light Beam – Скачать бесплатно

Описание

Features:

– Поистине объемный FX: работает, даже если вы находитесь ВНУТРИ луча света.
– Невероятно простой в использовании и интеграции / Мгновенный импорт / Не требуется настройка.
– Процедурная генерация: все динамически вычисляется под капотом.
– Добавьте неограниченное количество световых лучей повсюду: альтернативные решения обычно требуют только освещения в реальном времени: этот плагин этого не делает. Вы можете сделать запеченную лампочку объемной или даже добавить балки без света.
– Функция динамического трехмерного шума для имитации анимированных объемных эффектов тумана / тумана / дыма.
– Функция Volumetric Dust Particles для имитации высокодетализированных пылинок и эффекта пылинок.
– Dynamic Occlusion: световые лучи могут быть заблокированы перемещением 3D-геометрии или 2D-спрайтов.
– Функция триггерной зоны: вы можете отслеживать объекты, проходящие через световые лучи.
– Полностью динамический: изменяйте или анимируйте все свойства во время воспроизведения из сценария, аниматора или временной шкалы, перемещайте и вращайте световые лучи в реальном времени.
– Создание экземпляров графического процессора: рендеринг и пакетная обработка тысяч лучей за один вызов отрисовки. Попробуйте сами!
– Super FAST с малым объемом памяти: не требует постобработки, буферов команд и вычислений шейдеров: отлично работает даже на низкопроизводительных платформах, таких как Mobiles и WebGL.
– VR Ready: поддерживает все методы стерео рендеринга: многопроходный, однопроходный и однопроходный.
– Плавное пересечение и смешивание с геометрией и камерой.
– Полностью поддерживает Lightweight Render Pipeline (LWRP) и High Definition Pipeline (HDRP), представленные в Unity 2018.1 с экспериментальной функцией Scriptable Render Pipeline.
– Поддерживает множество вариантов графики: отложенный и прямой путь рендеринга, гамма и линейное цветовое пространство, цвета HDR, несколько режимов наложения.
– Широкие возможности настройки (слои, теги, очередь рендеринга, слои 2D-сортировки и порядок в слое, проход шейдера…).
– Из коробки работает с перспективными и ортогональными камерами.
– Поддерживает встроенный туман Unity.
– WYSIWYG: каждая модификация мгновенно отображается в режиме просмотра сцены: нет необходимости переключаться между редактором и режимом воспроизведения, чтобы увидеть свои изменения.
– Доступен полный исходный код / ​​нет DLL. Настройка светового луча и управление им полностью доступны через мощный API.
– Подробная документация.
– Поддерживается от Unity 5.2 до последних версий 2017.X, 2018.X и 2019.X.
– Примеры сцен включены.

Обратите внимание, что этот актив НЕ является полноэкранным эффектом постобработки / изображения. Это НЕ похоже на встроенный в Unity эффект изображения Sun Shafts.

Вместо этого объемный световой луч будет генерировать оптимизированную геометрию и материал для каждого светового луча. Этот метод имеет несколько преимуществ:
– Больше детализации: точно настраивайте каждый световой луч независимо.
– Вы можете добавить лучи света где угодно, даже в местах, где нет света.
– При подключении к прожектору поддерживает режимы реального времени, запеченные и смешанные.
– Намного проще интегрировать с вашим собственным конвейером: ничего, что можно было бы смешивать с вашими собственными эффектами изображения или стеком пост-обработки, без командного буфера, не требуется вычислительных возможностей шейдера.
– Бегает быстрее. Нет постобработки для добавления в камеру.
– Поддерживает недорогие платформы, такие как мобильные.

Как им пользоваться?

Объемный световой луч чрезвычайно прост в использовании. Никакой настройки не требуется.Вам не нужно связывать несколько объектов вместе. Вам просто нужно использовать 1 простой новый компонент. Вы можете буквально за 2 клика добавить новый световой луч!

Вы можете точно настроить рендеринг каждого луча света, настроив набор удобных для пользователя свойств. Для еще более быстрого получения красивых результатов некоторые свойства автоматически связываются с прикрепленным прожектором.

Ограничения:

На данный момент текущая версия этого актива имеет некоторые ограничения:
– Этот актив не генерирует объемные тени.Чтобы компенсировать это ограничение, в активе есть «динамическая окклюзия», но он вычисляет только приблизительную окклюзию, которая не может быть «частичной».
– Поддерживаются только «прожекторы» (лучи в форме конуса). Точечные огни (лучи, идущие во всех направлениях одинаково) не поддерживаются.
– для функции «3D-шум» требуются возможности шейдера, равные или более высокие, чем Shader Model 3.5 / OpenGL ES 3.0. Любые мобильные устройства, выпущенные после 2012 года, должны его поддерживать.
– «Объемные частицы пыли» поддерживаются только в Unity 5.5 или выше.
– Поскольку этот плагин требует выполнения пользовательских сценариев, он не будет работать в мире VRChat, использующем VRCSDK.

Дорожная карта:

Объемный световой луч активно развивается. Текущая цена снижена и будет увеличиваться по мере добавления дополнительных функций.
– Улучшение рендеринга плотности при взгляде изнутри
– Поддержка прямоугольных и прямоугольных лучей для имитации объемного освещения
– Поддержка пользовательских форм и имитация рассеяния света с помощью текстур cookie
– Поддержка наклонных лучей
– Отображение событий в общедоступном API

Если вы обнаружили орфографическую ошибку, ошибку или неработающую ссылку, сообщите нам об этом, выделив этот текст и нажав Ctrl + Enter .

Как создавать световые лучи в KeyShot

Хотя KeyShot имеет расширенные возможности объемного освещения, есть некоторые другие методы, с которыми вы можете поэкспериментировать, когда вам нужно создать световые лучи или световые лучи, или если вы используете версию до KeyShot 8. Чтобы узнать, как создавать световые лучи с помощью возможностей объемного освещения KeyShot в более поздних версиях KeyShot, см. Статью Объемное освещение в KeyShot: Как создавать световые лучи.

Два альтернативных метода создания световых лучей в KeyShot

Метод «А» предназначен для моделирования реальных конусов светового пучка. Метод «B» заключается в использовании объема (например, куба), который охватывает всю геометрию сцены, но не включает камеру. Оба подхода основаны на новом материале Cloudy Plastic в KeyShot 7. Если показатель преломления материала Cloudy Plastic установлен на 1, то материал (в данном случае конус и куб) можно эффективно использовать для моделирования объемного такие эффекты, как туман или световые лучи.

Источник света

Источник света очень гибкий, но его необходимо моделировать особым образом, чтобы добиться желаемых проецируемых узоров.Вы можете скачать модель .stp / .x_t здесь. Ниже приведена иллюстрация подхода к моделированию света для проецируемого светового луча.

Образец сцены KeyShot содержит наборов моделей, для каждого метода. Скачайте, откройте и посмотрите. Далее мы рассмотрим каждый метод и расскажем о плюсах и минусах каждого из них.

Скачать сцену

Метод A – световые конусы

Откройте сцену (загрузите выше) и активируйте набор моделей: Cloudy Plastic Cones.

Плюсы

  • Визуализирует быстрее
  • Лучи разрешаются быстрее
  • Меньше шума
  • Туман изолирован от световых лучей (также может быть мошенничеством)

Минусы

  • Конусы балок необходимо моделировать
  • Геометрия луча должна полностью пересекать землю и / или геометрию сцены
  • Менее точен (хотя и очень близок к методу B)
  • Неточные результаты при пересечении луча прозрачных объектов

Метод «В» – непрозрачный пластиковый конверт

Откройте сцену (загрузите выше) и активируйте Model Set: Cloudy Plastic Envelope.

Плюсы

  • Точнее
  • Конусы балок моделировать не нужно
  • Туман применяется ко всей сцене (также может быть недостатком)

Минусы

  • Медленнее рендерится
  • Больше шума
  • Лучам требуется больше времени для разрешения без шума
  • Камера не может быть внутри конверта

Можно ли анимировать?

А как насчет анимации этих огней? Это можно сделать? Да, поскольку источники света являются геометрическими, и поскольку это KeyShot, вы можете легко анимировать геометрию пятна и световые материалы.

От пользователей KeyShot было много запросов на объемные шейдеры, и мы рады сообщить, что в KeyShot 8 появилась среда рассеивания, которая позволяет пользователям моделировать рассеяние частиц и объемные параметры, такие как дым и туман. Попробуйте и дайте нам знать, что вы думаете. Вы можете узнать больше о рассеивающей среде в нашей быстрой подсказке по объемному освещению и в руководстве по KeyShot.

Попробуйте KeyShot Pro

Попробуйте все замечательные функции KeyShot Pro и убедитесь, насколько легко создавать потрясающие визуальные эффекты.

Оценка яркости луча для объемного фотонного картирования

Оценка яркости луча для объемного фотонного картирования

Оценка яркости луча для объемного фотонного картирования

1 Калифорнийский университет Сан-Диего

В форуме компьютерной графики
(Труды Eurographics) , 2008

Стандартное объемное фотонное картирование (вверху) оценивает рассеянную яркость путем многократного обнаружения фотонов в точках вдоль лучей камеры во время движения лучей.Мы вводим оценку яркости луча (внизу), которая находит, что все фотоны вносят вклад во весь луч камеры за один запрос без необходимости марширования лучей. Это приводит к значительно более высокому качеству при одинаковом времени рендеринга.

Аннотация

Мы представляем новый метод для эффективного моделирования рассеяния света в участвующих средах. Используя теоретическую переформулировку объемного фотонного картирования, мы разрабатываем новую технику сбора фотонов для участвующих сред.Традиционное объемное фотонное картирование измеряет рассеянное излучение во многих точках по длине одного луча, выполняя дорогостоящие запросы диапазона в фотонной карте. Наша методика заменяет эти множественные точечные запросы одним запросом о луче, который явно собирает все фотоны по длине всего луча. Эти фотоны используются для оценки накопленной рассеянной яркости, приходящей с определенного направления, и их нужно собирать только один раз для каждого луча. Наш метод обрабатывает как фиксированные, так и адаптивные ядра, быстрее, чем обычное объемное фотонное отображение, и дает изображения с меньшим шумом.

Загрузки

цитировать

Войцех Ярош, Маттиас Цвикер, Хенрик Ванн Йенсен. Оценка яркости луча для объемного фотонного картирования. Форум компьютерной графики (Труды Eurographics) , 27 (2): 557–566, апрель 2008 г.
 @article {jarosz08beam,
    author = "Ярош, Войцех и Цвикер, Маттиас и Йенсен, Хенрик Ванн",
    title = "Оценка яркости луча для объемного картографирования фотонов",
    journal = "Форум компьютерной графики (Труды Eurographics)",
    volume = "27",
    число = "2",
    год = "2008",
    месяц = ​​апр,
    pages = "557–566",
    doi = "10 / bjsfsx",
    abstract = "Мы представляем новый метод для эффективного моделирования рассеяния света в участвующих средах.Используя теоретическую переформулировку объемного фотонного картирования, мы разрабатываем новую технику сбора фотонов для участвующих сред. Традиционное объемное фотонное картирование измеряет рассеянное излучение во многих точках по длине одного луча, выполняя дорогостоящие запросы диапазона в фотонной карте. Наша методика заменяет эти множественные точечные запросы одним запросом о луче, который явно собирает все фотоны по длине всего луча. Эти фотоны используются для оценки накопленной рассеянной яркости, приходящей с определенного направления, и их нужно собирать только один раз для каждого луча.Наш метод обрабатывает как фиксированные, так и адаптивные ядра, он быстрее, чем обычное объемное фотонное отображение, и дает изображения с меньшим шумом ".
}
 

Заявление об отказе от ответственности

© Автор (ы). Это авторская версия работы. Он размещен здесь с разрешения Еврографической ассоциации для вашего личного использования. Не для распространения. Окончательная версия доступна на diglib.eg.org.

Реализация 3D-визуализации Объемные дисплеи U-sing с пересеченными лучами | Август 1999

Коммуникации ACM

Дэвид Эберт, Эдвард Бедвелл, Стивен Махер, Лаура Смолиар, Элизабет Даунинг
Коммуникации ACM, Август 1999 г., Vol.42 № 8, страницы 100-107
10.1145 / 310930.310979
Комментарии

Поскольку мы живем в трехмерном мире, мы постоянно взаимодействуем с трехмерными объектами как близко, так и далеко. Человеческое тело может извлекать огромное количество информации об окружающей среде из одного сенсорного входа: зрения. Поскольку более 70% наших сенсорных входных данных мы получаем визуально, мы судим о форме, размере, расстоянии, относительном положении, движении, скорости и множестве других физических атрибутов, используя бинокулярное зрение, обеспечиваемое нашими двумя глазами.Кроме того, зрительная система человека работает в режиме реального времени, что позволяет нам интерпретировать быстро меняющийся трехмерный мир. Наша невероятная способность воспринимать глубину через стереопсис, параллакс движения, фокус и конвергенцию глаз более надежна и полезна, чем визуальные подсказки, присутствующие в современных 2D-дисплеях, использующих относительный размер, суперпозицию и освещение.

Электронные дисплеи, такие как электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) и жидкокристаллический дисплей (ЖКД), отображают визуальную информацию на плоских поверхностях.Несмотря на мощные методы рендеринга, такие как перспектива, затенение, затенение и текстурирование, которые использовались для повышения реалистичности этих изображений, они по-прежнему остаются плоскими. Кроме того, данные представлены с удобной для одного пользователя точки, которая не позволяет зрителям использовать параллакс движения для получения немного разных ракурсов с целью извлечения информации о глубине. Даже методы стереофонического отображения, которые обеспечивают отдельные изображения для левого и правого глаза, не предоставляют пользователям достаточных подсказок глубины, что приводит к конфликту между фокусом и конвергенцией, что часто вызывает нежелательные физиологические побочные эффекты.

Многие графические конструкции были разработаны, чтобы заставить плоские экраны дисплеев казаться трехмерными, но они не могут генерировать истинные объемные изображения, потому что в системах отсутствуют базовые возможности объемной адресации. В этой статье описывается принципиально иное аппаратное обеспечение дисплея, называемое дисплеем с перекрестным лучом (CBD), которое позволяет фактически обрабатывать данные как объем. Эти дисплеи могут просматриваться практически с любого направления несколькими зрителями одновременно, без необходимости в очках или головных уборах, тем самым обеспечивая пользователям реальное восприятие глубины.Возникающая модальность электронного отображения CBD обеспечивает не только обещание улучшенной визуализации, но и проблемы и возможности для разработчиков графического программного обеспечения, которые хотят отображать новые и существующие наборы данных с использованием принципиально другой архитектуры.

CBD открывают двери для врачей, чтобы в конечном итоге диагностировать заболевания и планировать лечебные процедуры с использованием данных МРТ, компьютерной томографии и УЗИ, которые можно увидеть и с которыми можно взаимодействовать в реальном 3D. Инженеры, использующие системы САПР для проектирования сложных деталей, смогут делать это с помощью реальных трехмерных рабочих станций.А математики, выполняющие анализ методом конечных элементов, смогут отображать результаты своих многомерных вычислений на цветных и объемных сетках в реальном времени. Даже развлечения почувствуют влияние, когда в интерактивные 3D-видеоигры можно играть с противоположных сторон стола. CBD, элегантная, но принципиально простая технология, которая наконец-то появилась на сцене дисплея, имеет потенциал для улучшения визуализации в широком спектре разнообразных приложений, включая медицину, науку, CAD / CAM, дистанционное исследование, управление и контроль транспортных средств, микроскопию, проточная цитометрия, образование, развлечения и многое другое.

В начало

3D-дисплеи с перекрещенными лучами

Физический механизм, на котором основаны CBD, известен как стробируемая двухчастотная флуоресценция с повышением частоты [4, 9]. Это явление происходит, когда активный ион, который был диспергирован в соответствующем материале-хозяине, оптически возбуждается для испускания видимого света путем последовательного поглощения двух инфракрасных фотонов низкой энергии. В более знакомой форме флуоресценции, называемой стоксовой флуоресценцией, материал поглощает фотоны высокой энергии с одной длиной волны, а затем излучает видимый свет с немного меньшей энергией.Это основной феномен, лежащий в основе ЭЛТ в телевизорах и компьютерных мониторах. В этих устройствах пучок электронов высокой энергии сканируется магнитным полем по экрану из дискретно размещенных точек люминофора, называемых пикселями, в результате чего они испускают видимые фотоны с яркостью, пропорциональной интенсивности электронного пучка. Напротив, энергия возбуждения в CBD поглощается двумя инфракрасными лазерами с разными длинами волн. Суммы этих длин волн различны, но их сумма по энергии примерно соответствует длине волны видимого излучения.Первый инфракрасный лазер возбуждает электроны из основного состояния на промежуточный метастабильный уровень (рис. 1а), а второй (другой) инфракрасный лазер возбуждает электроны на еще более высокий энергетический уровень. Хотя возбуждение является последовательным и включает реальный промежуточный уровень, видимый свет излучается ионами, потому что спиновая связь заставляет возбужденные электроны падать прямо вниз в основное состояние, а не обратно вниз по лестнице уровней энергии. Возможность использовать два пересекающихся невидимых лазерных луча для создания единой точки видимого света (рис. 1b) позволяет адресовать «воксели» (трехмерные пиксели) в любом месте внутри объема активного материала, просто контролируя, когда и где пересекаются лазеры.Быстрое сканирование точки пересечения заданным образом позволяет рисовать реальные трехмерные изображения. Размер вокселя определяется диаметром лазеров в точке пересечения и может быть задан с помощью фокусирующей оптики для обеспечения разрешения порядка 50-500 мкм. Длина волны излучения или цвет регулируется путем соответствующего выбора как длины волны активного иона, так и длины волны возбуждения.

Параметры визуализации. Ценность 3D-дисплеев заключается в значительно улучшенном восприятии глубины электронных изображений и наборов данных.Повышенная плотность хранения и вычислительная мощность в сочетании со сложными методами сбора данных предоставили средства для извлечения и создания трехмерных данных в таких разнообразных областях, как картографирование погоды, CAD / CAM, научная визуализация и медицина. Даже видеоигры содержат трехмерную информацию.

Визуальное восприятие глубины – это сложный когнитивный процесс, в котором задействованы глаза, мозг и различные мышцы тела, работающие вместе как зрительная система. Среди сигналов, которые человеческая зрительная система использует для восприятия глубины, – аккомодация, и конвергенция, , которые используются вместе, чтобы дать нам бинокулярное или стереоскопическое зрение [6].Аккомодация – это способность фокусировать хрусталик глаза на объектах во фронтальном поле зрения с помощью цилиарных мышц за радужной оболочкой. Конвергенция – это способность глаза поворачиваться внутрь к объекту в фокусе с использованием медиальных прямых мышц носовой части глазного яблока. Бинокулярное зрение – это способность зрительной коры головного мозга обрабатывать два несопоставимых 2D-изображения на сетчатке для извлечения пространственной информации в сочетании с сигналами от фокусирующих и сходящихся мышц.

Поскольку человеческая зрительная система естественным образом использует эти сигналы глубины, зрительные стимулы, которые не содержат их или комбинируют их необычным образом, вызывают ошибки в процессе интерпретации. Эти ошибки иногда могут быть интересными, как в случае простых оптических иллюзий, или могут быть проблематичными, как в случае дисплеев стерео и виртуальной реальности, которые представляют два разных плоских изображения по одному для каждого глаза. Стереоскопические дисплеи создают фундаментальный конфликт между аккомодацией и конвергенцией, предоставляя два изображения, которые удовлетворяют конвергенции, но только одну плоскость изображения для аккомодации.Этот конфликт хорошо известен своей тенденцией вызывать головокружение и тошноту у пользователей стерео и VR-дисплеев, особенно после длительных периодов использования. Для точной интерпретации сложных объемных данных явно требуется наличие большего количества сигналов глубины, чем может быть предоставлено традиционными двумерными, моноскопическими и стереоскопическими дисплеями [3]. Сигналы глубины, такие как параллакс движения, которые люди используют, двигая головой для получения различных изображений реальных сцен, не могут поддерживаться с помощью дисплеев с плоским экраном.Отслеживание головы, которое было решением для обеспечения параллакса движения, не только медленное из-за необходимости пересчета изображения и задержек движения в системе отслеживания движения головы, но и ограничивает отображение одним пользователем, тем самым ограничивая совместную работу. взаимодействие. Преимущество технологии CBD заключается в том, что она позволяет зрителю использовать естественные физиологические и психологические признаки глубины, такие как аккомодация, конвергенция и стереодесантность, для определения размера, формы и относительного положения объектов.

Различные методы, такие как перспектива, затенение и затенение, обеспечили значительные улучшения для плоских экранов, но только с одной точки обзора. Чтобы представить объемные данные в реальном трехмерном контексте, необходим дисплей, на котором данные могут быть адресованы и просмотрены с использованием трех пространственных измерений. Хотя за последние несколько десятилетий были разработаны многочисленные умные подходы к обеспечению адресуемости тома и возможности просмотра тома, реализованные концепции по сути своей ошибочны.Эти методы включают изображения, проецируемые на движущиеся зеркала, и изображения, которые сканируются на быстро вращающиеся поверхности с использованием видимых лазеров. Одно из таких устройств, варифокальный зеркальный дисплей [12], использует колеблющееся зеркало для проецирования отображаемого 2D-изображения на последовательные плоскости глубины в 3D-объеме. Другие включают в себя множество дисплеев вращающихся элементов [1, 8]. Недостатки этих систем варьируются от необходимости вращать большие поверхности с высокой скоростью до необходимости отражать видимый лазерный свет в глаза зрителя.Поскольку CBD используют инфракрасное возбуждение для обработки видимых вокселей, которые, в свою очередь, излучают безвредный, некогерентный свет, они не представляют опасности для пользователей. Это резко контрастирует с дисплеями, в которых используются лазеры, поскольку было показано, что даже небольшое количество рассеянного когерентного излучения вызывает повреждение сетчатки.

Дисплеи с перекрестным лучом обеспечивают возможность выборочной адресации вокселей, изотропно излучающих свет в трехмерном объеме материала. Это позволяет нескольким пользователям просматривать визуальную информацию с любого направления одновременно, почти так же, как при просмотре реальной трехмерной сцены.Чтобы получить другой взгляд на набор данных, пользователю нужно только двигать головой, что позволяет также использовать параллакс движения. Представленное изображение не зависит от перспективы просмотра, не содержит конфликтующих визуальных сигналов глубины и не требует пересчета. Кроме того, неиммерсивный характер CBD обеспечивает совместный и интерактивный объемный просмотр, что невозможно с головными системами VR.

Реализация. В отличие от ЭЛТ, которые несколько десятилетий назад соединились со стандартной архитектурой, фундаментальная системная конструкция CBD все еще находится на стадии становления.Заметные различия между этими устройствами заключаются в типе возбуждающего луча и в механизме отклонения. ЭЛТ возбуждают пиксели с помощью электронных лучей, которые быстро сканируются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях с помощью колеблющихся электромагнитных полей. CBD полагаются на лазерные лучи, которые нельзя сканировать с помощью электрических или магнитных полей, но они должны отражаться с помощью зеркал или дифрагировать с помощью оптических элементов.

На рис. 2 показаны фотографии существующего прототипа двигателя CBD.Камера изображения изготовлена ​​из стекла, а лазеры и сканеры размещены под камерой изображения на оптической платформе. Текущий размер камеры изображения – 4 дюйма. × 4 дюйма × 4 дюйма (64 дюйма, 3 ), при этом количество адресуемых данных масштабируется линейно с мощностью лазера накачки. Управляющая электроника для лазеров и сканеров упакована отдельно, а ввод данных в устройство в настоящее время осуществляется через интерфейс PCI к компьютеру. Дисплей не предназначен для замены ЭЛТ для отображения текста и обычных операций обработки данных, а скорее для обеспечения дополнительной степени визуализации, необходимой для многих наборов объемных данных.

Помимо улучшенной визуализации, CBD обладают рядом атрибутов, которые делают их привлекательными с производственной точки зрения. В отличие от двухмерных ЖК-дисплеев и ЭЛТ-дисплеев, камера изображения не является пиксельной, что обеспечивает простоту производства, превосходящую даже плоские дисплеи с самым низким разрешением. Весь дисплей CBD может быть изготовлен из твердого однородно легированного материала, не требующего пикселизации. Используя удаленно расположенные лазеры, вокселы адресуются оптически (не электрически), что устраняет необходимость встраивать провода, транзисторы, волокна или прозрачные электроды в камеру изображения.Эти особенности важны, поскольку именно низкая производительность пиксельных ЖК-дисплеев по-прежнему является основным фактором затрат, а сложные методы массового производства аналогичного характера были бы непомерно дорогостоящими. Камеры изображений CBD являются твердотельными, без вращающихся механических частей, которые могли бы выйти из строя или создать угрозу безопасности. Разрешение зависит от фокусирующих свойств возбуждающих лазеров и определяется дифракцией. Использование источников инфракрасного возбуждения позволяет легко и дискретно отфильтровать неиспользованную энергию накачки из отображаемых изображений с помощью инфракрасных фильтров.Видимый свет, излучаемый вокселями в CBD, некогерентен, как ЭЛТ, что исключает любой потенциальный риск повреждения сетчатки: зрители никогда не смотрят на прямое, рассеянное или отраженное когерентное излучение. Несмотря на то, что для решения широкого круга задач визуализации CBD еще предстоит решить многие вопросы, внутренние фундаментальные атрибуты CBD позиционируют их как мощное новое дополнение к инфраструктуре отображения в эпоху электроники и информации.

В начало

Проблемы и возможности компьютерных наук

Помимо качества отображения, простота использования важна для успеха CBD.Явное требование к разработчикам приложений CBD для управления сканером и лазерным оборудованием является необоснованным. Вместо этого желательна поддерживающая архитектура (программное и аппаратное обеспечение), которая предоставляет простой интерфейс прикладного программирования (API), который принимает компактные представления трехмерных объектов и преобразует эти представления в соответствующие сигналы управления оборудованием для CBD. Эта структура примерно соответствует комбинации графических API-интерфейсов (например, OpenGL) и графических аппаратных ускорителей, доступных в настоящее время для 2D-дисплеев.

Предлагаемая архитектура поддержки содержит три уровня. Уровень API получает спецификации 3D-объекта и среды от приложения и преобразует их в промежуточное представление. Уровень трансляции преобразует промежуточное представление в аппаратные команды. Аппаратный уровень преобразует аппаратные команды в аналоговые сигналы и отправляет их в аппаратное обеспечение CBD. Наконец, оборудование CBD выполняет сигналы для визуализации представлений исходных 3D-объектов.

Уровень API. Уровень API должен быть общим расширяемым интерфейсом графической спецификации, который поддерживает спецификацию как поверхностных, так и объемных данных. Сначала будет использоваться объемно расширенная версия OpenGL, а в будущем – Java3D и Fahrenheit, чтобы обеспечить стандартизованный интерфейс для прикладных программ. Расширение API позволяет указывать объемные данные (на основе вокселей, CSG), информацию об объемном отображении (проекция дисплея) и информацию об окружающей среде (местоположение источника света).В то время как традиционная перспективная проекция не требуется для объемного отображения, другие преобразования проекции просмотра могут быть полезны для приспособления к не декартовым данным объекта и, возможно, для акцентирования внимания на глубине с использованием линейной перспективы [1]. Указание местоположения отслеживаемого головой пользователя может быть необходимо для разработки методов имитации зависящих от вида эффектов перспективы и освещения, таких как зеркальное освещение и преломление.

Эти входные параметры уровня API будут «преобразованы» в промежуточное представление с помощью комбинации программных и аппаратно-ускоренных графических методов.Изучается возможность использования существующих аппаратных графических движков для обработки входных данных в подходящий формат для отображения CBD. Рендеринг для этой технологии отображения вызывает много интересных вопросов, например:

  • Как вы имитируете зависящие от зрителя характеристики затенения, когда наблюдатели могут одновременно наблюдать сцену из разных мест?
  • Поскольку дисплейный носитель излучает свет, но является прозрачным, как можно имитировать полупрозрачные объекты?
  • Какие методы сглаживания являются наиболее подходящими с учетом характеристик технологии отображения?

Ответы на эти вопросы предполагают компромисс между качеством и производительностью, который в настоящее время изучается.Цель состоит в том, чтобы предоставить гибкий уровень API, содержащий информацию, необходимую для принятия решений, связанных с оборудованием. Однако интерфейс уровня API не будет зависеть от устройства, чтобы изолировать изменения в технологии оборудования от прикладного программного обеспечения. Выходные данные уровня API зависят от того, является ли аппаратное обеспечение объемного отображения векторным или растровым.

Векторный дисплей. Обычно система на основе векторов принимает спецификации трехмерных объектов (например, «сфера радиусом 1 метр») в качестве входных данных и вычисляет результирующее изображение, используя только линии и точки в качестве примитивов рисования.Затем аппаратное обеспечение дисплея последовательно просматривает список линий и точек и рисует их.

Для векторной CBD линии дополнительно разбиваются на точки. Это сделано по двум причинам. Первый – обеспечить рисование прямых линий, избегая неточностей и нелинейных откликов в сканерах, когда им поручено преодолевать относительно большие расстояния. Вторая причина – контролировать характеристики визуализации (интенсивность, непрозрачность, цвет) всех вокселов вдоль линии путем изменения характеристик лазера и сканера (например, времени пребывания лазера, интенсивности, фокусировки и частоты луча).

Растровый дисплей. Системы на основе растра делят поверхность дисплея на равномерно расположенные пиксели или воксели. Обычно массив памяти, называемый буфером кадра, используется для хранения такой информации, как цвет и непрозрачность для каждого пикселя или вокселя. Система отображения проходит через каждый пиксель или воксель на дисплее и каждый соответствующий элемент в буфере кадра и освещает пиксель или воксель в соответствии с информацией о буфере кадра. Чтобы заполнить буфер кадра информацией, система отображения принимает в качестве входных данных спецификации 3D-объекта (например, «синий квадрат размера 0.5 дюймов) и вычисляет результирующее изображение, используя только точки (обычно с разрешением кадрового буфера), и сохраняет информацию о точках в кадровом буфере. Обратите внимание, что, поскольку система отображения просматривает все записи кадрового буфера, местоположения в кадре буфер, который соответствует отсутствию рисования, должен быть явно установлен на значение, означающее «ничего не рисовать».

Программная архитектура для растрового CBD-дисплея (см. Рисунок 3) использует буфер кадра 3D. Слой API создает трехмерный массив точек, представляющих весь отображаемый объем.Точки сохраняются в буфере кадра как {r, g, b, a}, где {r, g, b} – это цвет и интенсивность точки, а {a} – альфа-значение или непрозрачность точки. . Значение {r, g, b}, равное {0, 0, 0}, указывает, что рисовать ничего не нужно.

Трансляционный слой. Уровень трансляции принимает выходные данные уровня API и преобразует их в аппаратные команды. Поскольку этот уровень тесно связан с оборудованием, он настраивается для различных конфигураций CBD.

Для векторных CBD слою трансляции дается список из семи кортежей из уровня API, который представляет точки, которые нужно нарисовать (x, y, z, r, g, b, a). Уровень трансляции может выбрать, в зависимости от компромиссов производительности, сортировку списка для различных оптимизаций в зависимости от характеристик лазеров, сканеров и объема дисплея. К ним относятся минимизация перемещений сканера [10], минимизация изменений цвета или интенсивности и, возможно, максимальное повышение качества непрозрачности путем рисования из центра объема дисплея наружу или наоборот.Затем слой трансляции просматривает отсортированный список из семи кортежей и вычисляет углы для каждого сканера, исходя из положения {x, y, z}, а также цвета, времени задержки и интенсивности лазерного излучения на основе альфа-значения {a} и элементов цвета { r, g, b}. Эта информация переводится в аппаратные команды и отправляется на аппаратный уровень.

Для растровых CBD слою трансляции предоставляется буфер трехмерного кадра из уровня API, который представляет все доступные для рисования точки на дисплее. Слой трансляции проходит по регионам и создает аппаратные команды для характеристик интенсивности, цвета и выдержки лазера.Расположение отображения неявно известно, учитывая расположение в буфере кадра, и используется для вычисления угла для каждого сканера. Информация для каждого региона преобразуется в аппаратные команды и отправляется на аппаратный уровень.

Растровая архитектура допускает некоторые интересные вариации, такие как второй буфер кадра. Со вторым буфером кадра уровень трансляции может читать из одного буфера кадра, в то время как уровень API записывает в другой. Затем уровень перевода и уровень API переключают буферы и повторяют процесс.Это называется двойной буферизацией и является распространенным методом устранения мерцания дисплея, возникающего, когда одиночный буфер кадра записывается в буфер одновременно с его чтением системой рендеринга. Эта архитектура также позволяет оптимизировать использование однокадрового буфера с двойным доступом.

Второй вариант – чересстрочная развертка дисплея. В идеале все содержимое буфера кадра можно многократно отображать достаточно быстро, чтобы не было мерцания для зрителей (примерно 60 Гц) [11]. Это будет невозможно, если количество вокселей превышает возможности поддерживаемой архитектуры и оборудования.Чтобы помочь в этой ситуации, уровень трансляции может чередовать буфер кадра, разделяя буфер кадра на половины и последовательно отрисовывая половины. Первая половина состоит из всех остальных вокселей, а вторая половина состоит из оставшихся вокселей. Этот метод заполняет все пространство дисплея половиной точек, но в два раза быстрее, тем самым устраняя мерцание. Чередование – это эффективный метод, который, помимо прочего, используется на телевещании.

Аппаратный уровень. Аппаратный уровень принимает команды управления оборудованием и преобразует их в электрические сигналы управления лазером и сканером. Реализация этого слоя тесно связана с оборудованием лазера и сканера.

Узкие места в данных. Передача данных, необходимая для интерактивного обновления объемных дисплеев, может быстро стать узким местом. Для решения этой проблемы исследуются различные реализации программной архитектуры, включая методы кодирования объемов в реальном времени для снижения требований к полосе пропускания и использование специального оборудования (микросхемы цифровой обработки сигналов, программируемые вентильные матрицы) для реализации частей API. и уровни перевода.

Взаимодействие с пользователем. Поскольку CBD будет обеспечивать истинное трехмерное отображение объемных данных, методы трехмерного взаимодействия могут быть включены для завершения трехмерного опыта и обеспечения метафоры естественного взаимодействия для этой новой технологии отображения. Как упоминалось ранее, отслеживание головы пользователей может быть полезно для моделирования затенения в зависимости от вида. Устройства ввода с шестью степенями свободы также могут быть полезны для взаимодействия с объемными данными.

В начало

Будущие усилия

В дополнение к новой архитектуре программного обеспечения, которая разрабатывается в настоящее время, остается ряд проблем с оборудованием, которые необходимо преодолеть, чтобы сделать CBD доступной основной технологией.Текущий размер (четырехдюймовый куб) меньше, чем требуется для многих приложений, а эффективность флюоресценции с повышающим преобразованием материалов камеры изображения невысока. Эти проблемы решаются с помощью более эффективных оптических материалов, из которых можно производить камеры изображений большего объема, в сочетании с передовыми системными архитектурами, способными отображать наборы данных с более высокой плотностью.

Дисплеи с перекрещенными лучами основаны на фундаментальной концепции, которую многие годы воплощали в жизнь творческие разработчики дисплеев и программного обеспечения.Технология теперь жизнеспособна из-за коммерческой доступности компонентов, таких как лазерные диоды и высокоскоростные процессоры, а также из-за недавней идентификации материалов, в которых эта концепция может быть продемонстрирована для работы. CBD в настоящее время находятся в том же положении, что и CRT более 70 лет назад [5]. CBD представляют собой реальный вариант для просмотра и визуализации 3D-данных для различных приложений. Возможность разрешить нескольким пользователям одновременно просматривать наборы 3D-данных обеспечивает среду для совместных исследований.Трехмерность дисплея также может предоставить важную пространственную информацию для многих приложений и может сократить время, необходимое для понимания трехмерных пространственных отношений между объектами в наборе данных. Медицинская визуализация, хирургическая подготовка, научная визуализация, приложения для командования и управления (например, управление воздушным движением) и многие другие приложения выиграют от улучшенного трехмерного отображения информации CBD.

Хотя технология CBD является довольно новой, первые участники Центра космических полетов имени Годдарда НАСА изучают возможность использования этой технологии в качестве альтернативы традиционным стереоскопическим дисплеям.Исследователи уже начали ассимилировать и использовать CBD и возглавляют усилия по разработке приложений.

НАСА имеет множество приложений для объемного отображения в областях моделирования, спутниковых измерений, проектирования космических аппаратов и эксплуатации космических аппаратов. Под моделированием понимается использование математической модели для моделирования природных явлений. НАСА интересуется многочисленными явлениями, включая атмосферу Земли, магнитосферу Земли, солнечный ветер, формирование и эволюцию планет, звезд и галактик, характеристики корпуса и двигателя самолетов и космических кораблей и т. Д.Результат этих математических моделей обычно большой и трехмерный.

В дополнение к моделированию различных явлений природы, НАСА также непосредственно измеряет их, чаще всего с помощью инструмента на спутнике. Традиционно спутники генерируют 2D-измерения (например, температуры поверхности, поскольку температура регистрируется для каждого местоположения в парах долгота-широта). Однако недавние спутники могут генерировать 3D-измерения. Так обстоит дело со спутником для измерения тропических осадков, который измеряет, среди прочего, содержание влаги в большой трехмерной области земной атмосферы.

Разработка сложных космических аппаратов, таких как Международная космическая станция, требует подробного анализа больших объемов трехмерных данных. Чтобы сделать эти космические корабли простыми в эксплуатации и обслуживании, необходимы передовые механизмы мониторинга и управления, такие как дисплей состояния, который включает трехмерное представление космического корабля.

Для всех этих действий может быть полезно отображение объема. НАСА планирует использовать ранние реализации CBD для векторного представления моделей атмосферного ветра и анимации частиц смоделированных потоков вокруг крыльев.По мере расширения возможностей дисплея НАСА будет использовать дисплей для более сложных задач визуализации.

Поскольку технология продолжает развиваться, использование и потенциал этих объемных дисплеев будут изучаться в новых областях применения. Хирургическое моделирование, хирургические операции с отображением на экране, медицинская диагностика и планирование лечения, приложения для управления и контроля и даже домашние развлекательные системы могут использовать эту новую технологию.

В начало

Список литературы

1.Бланделл Б., Шварц А. и Хоррелл Д. Объемные трехмерные системы отображения. Их прошлое, настоящее и будущее. IEEE Science and Engineering Education 2 , 5 (1993).

2. Бланделл Б.Г., Шварц А.Дж. Иерархия графики для визуализации трехмерных изображений с помощью системы объемного отображения. In Proceedings of IEEE Tencon ’94 .

3. Dodsworth, C., Ed. Цифровая иллюзия: развлекая будущее с помощью высоких технологий. ACM Press, NY 1998.

4. Даунинг, E.A., et al. Трехцветный твердотельный трехмерный дисплей. Science 273 , (30 августа 1996 г.), 11851189.

5. Фарнсворт, П.Т. Телевизионная система. Патент США № 1,773,980, 26 августа 1930 г.

.

6. Грегори Р. Л. Глаз и мозг: физиология зрения. McGraw-Hill, 1966.

7. Камеяма К. и Отони К. Система моделирования формы с дисплеем с объемным сканированием и мультисенсорным устройством ввода. Присутствие 2 , 2 (1993).

8. Lasher, M. et al. Объемные 3D-дисплеи с лазерной проекцией. In Proceedings of Projection Displays II , 2650, SPIE, 1996.

9. Льюис, Дж., Вербер, К., и МакГи, Р. Настоящий трехмерный дисплей. IEEE Trans. Elec. Приборы, 18 (1971), 724729.

10. Шварц А. и Бланделл Б. Оптимизация точечной графики для объемных дисплеев. Компьютерная графика и приложения IEEE 17 , 3 (май-июнь 1997 г.).

11. Секулер Р. и Блейк Р. Восприятие. Knopf, NY, 1985.

12. Трауб А.С. Стереоскопический дисплей с использованием колебаний варифокального зеркала. Applied Optics 6 , 6 (июнь 1967).

В начало

Авторы

Дэвид Эберт ([email protected]) – адъюнкт-профессор информатики и электротехники в Университете Мэриленда, округ Балтимор

Эдвард Бедвелл ([email protected]) – инженер-программист в Центре передовых компьютерных исследований Университета Мэриленда при Университете Мэриленда, Колледж-Парк.

Стивен Махер ([email protected]) – ученый-компьютерщик в Студии научной визуализации Центра космических полетов имени Годдарда НАСА.

Лаура Смолиар ([email protected]) – вице-президент по исследованиям и разработкам в 3D Technology Labs в Саннивейл, Калифорния.

Элизабет Даунинг ([email protected]) – президент и главный исполнительный директор лаборатории 3D Technology Labs в Саннивейле, Калифорния.

В начало

Фигуры

Рисунок 1.Основной принцип (а, б).

Рисунок 2. Фотографии изображений в демонстрационной камере CBD.

Рисунок 3. Схема архитектуры программного обеспечения.

К началу


© 1999 ACM 0002-0782 / 99/0800 5,00 долл. США

Разрешение на изготовление цифровых или бумажных копий всей или части этой работы для личного или классного использования предоставляется бесплатно при условии, что копии не делаются и не распространяются для получения прибыли или коммерческой выгоды и что копии содержат это уведомление и полную ссылку на первом страница.Для копирования в противном случае, для повторной публикации, для размещения на серверах или для распространения в списках требуется предварительное специальное разрешение и / или плата.

Цифровая библиотека издается Ассоциацией вычислительной техники. Авторские права © 1999 ACM, Inc.

Объемное освещение

: создание лучей света в KeyShot

KeyShot имеет множество возможностей освещения, от простого перетаскивания HDRI-освещения до физических источников света, а также предварительные настройки освещения, чтобы вы могли начать работу, и Light Manager, чтобы упростить управление освещением сцены.KeyShot также имеет богатые возможности объемного освещения, которые позволяют создавать световые лучи (божественные лучи) или огни, сияющие через туманную сцену. Сегодня мы покажем, как это делается, с использованием рассеивающей среды KeyShot и прожекторов .

Будь то лучи света, проходящие через открытое окно, рассеянный луч, освещающий запущенный предмет мебели, или фары быстро движущихся транспортных средств, пронизывающие темноту ночи, объемное освещение может произвести невероятно драматические эффекты, которые помогут лучше рассказать историю вашего сцена.Чтобы приступить к созданию объемного освещения в KeyShot, вам сначала нужно рассмотреть композицию вашей сцены – объект, который нужно выделить, откуда исходят лучи, насколько заметными вы хотите, чтобы лучи были. Чтобы продемонстрировать это, давайте воспользуемся прожектором, чтобы дать общее представление о процессе, а затем будут показаны два способа использования той же концепции для создания более сложных сцен.

В примере сцены комнатное растение выделено и выделяется, отсутствуют другие детали на заднем плане.Это отличный метод для создания главных снимков, которые освещают ваш объект и привлекают внимание к деталям, таким как текстура поверхности или свойства материала.

Чтобы создать этот тип композиции, вам сначала нужно разместить объект в центре сцены и добавить плоскость земли ( Редактировать, добавить геометрию, добавить плоскость земли или Ctrl + G ) , чтобы дать вашему объекту поверхность, на которой можно сесть.

Затем добавьте прожектор ( Edit, Add Light, Spotlight или Shift + 4 ) и переместите его над вашим объектом. Настройте параметры Spotlight в соответствии с вашими потребностями. (Примечание: если вы используете KeyShot 9 или более раннюю версию, вам нужно сначала добавить часть геометрии в вашу сцену, а затем применить материал Spotlight из вкладки «Материалы», чтобы создать физический прожектор.)

Со световым набором перейдите в окно библиотеки , Модели вкладка и добавьте геометрический элемент (например, Сфера или Куб ), дважды щелкнув на нем . .Затем при необходимости увеличьте или уменьшите масштаб геометрии, чтобы охватить весь обзор камеры.

Теперь переключитесь на вкладку Materials tab и перетащите материал Scattering Medium Fog . Еще один быстрый способ применить рассеивающую среду – дважды щелкнуть геометрию, после чего вы попадете в окно Project , вкладку Material и измените материал Type на Scattering Medium . Разница в том, что материал библиотеки предварительно установлен с Transmission Color , установленным на нейтральный серый, при изменении материала Type на Scattering Medium установит для параметра Transmission Color значение цвет геометрии.

Теперь, когда ваша рассеивающая среда применена и физический свет установлен, вы готовы закончить свою композицию. На этом этапе все сводится к настройке как среды рассеяния, так и прожектора, чтобы создать вид, который вы себе представляли.

Вы можете создавать стилизованные эффекты, регулируя Spotlight или Scattering Medium Color , а также вы можете регулировать интенсивность вашего туманного эффекта, регулируя как Scattering Medium Transparency Distance и Density . Этот этап построения сцены сводится к творческому выражению и предпочтениям, поэтому поиграйте с этими настройками, пока не добьетесь внешнего вида, который лучше всего соответствует вашим потребностям.

Включить множественное рассеяние : в Свойствах материала для рассеивающей среды вы также можете включить Многократное рассеяние для более реалистичного эффекта светорассеяния в среде, в то время как расширенные параметры обеспечивают более продвинутую окраску и управление освещением, включая то, как световые частицы отражают или поглощают свет вашей среды, используя Albedo и Scattering Directionality .

Dim the Lights: И, наконец, чтобы подчеркнуть лучи света и лучше изолировать объекты в вашей сцене, убедитесь, что ваше окружение настроено на чистый черный цвет, чтобы единственным освещенным элементом в сцене был объект в центре внимания.Сделайте это, перейдя в окно Project , вкладку Environment и установив Brightness на 0.

В этой сцене та же концепция , освещающая через рассеивающую среду , была использована для привлечения внимания к фарам и задним фонарям мотоцикла, в то же время давая контекст сцены с точки зрения окружающей среды, в которой она может находиться в настоящее время. Не только создает ли он драматическую композицию, но вызывает ощущение, что сейчас мы смотрим на байк в темноте, тумане, возможно, на городской улице, или припаркованный в каком-то темном переулке, освещенный ближайшим светом.

Эта внутренняя сцена демонстрирует более тонкий эффект . Он использует физический свет, чтобы пролить свет через открытое окно, создавая эффект солнечного света, а рассеивающая среда помогает добавить композиции более мрачный оттенок. В обоих случаях объемное освещение помогает улучшить сюжет и настроение того, что в противном случае было бы относительно простой сценой, позволяя воображению зрителя более глубоко погрузиться в визуальное представление, на которое он смотрит.

Надеюсь, что с помощью приведенных выше инструкций дизайнеры смогут лучше понять объемное освещение в Keyshot и придать вашей сцене больше реализма, чтобы радовать глаз клиентов.А если у вас возникли проблемы с выбором рендер-фермы для Keyshot ? И вы не знаете, какая лучшая ферма облачного рендеринга для ваших нужд, не волнуйтесь. iRender предоставляет различные серверы с несколькими GPU ( 1/2 / 4RTX 3090 и 4 RTX 3080) , которые являются наиболее эффективными для рендеринга Keyshot в GPU и имеют следующие спецификации:

Для рендеринга CPU iRender также предоставляет серверы CPU с непревзойденной скоростью рендеринга Keyshot с Dual Xeon E5-2670 v2 @ 2.50 ГГц, 20 ядер, 40 потоков, ОЗУ 128 ГБ, хранилище 256 ГБ и графический процессор Geforce Nvidia 1050 2 ГБ, что полностью превышает рекомендуемые системные требования. В результате пользователи Keyshot будут довольны производительностью CPU-сервера в iRender.

В iRender мы изо всех сил стараемся каждый день предлагать нашим любимым клиентам силу и целесообразность, которые им необходимы, чтобы быстро и красиво собрать проект, концепцию или презентацию. Помня об этом, iRender стремится помочь таким людям, предоставляя каждому свои собственные облачные сервисы рендеринга.Даже малопроизводительный компьютер может превратиться в суперкомпьютер с помощью облачных сервисов от iRender. Вам не нужно покупать дорогие компьютеры, а затем устанавливать тяжелое программное обеспечение, просто воспользуйтесь услугами iRender и приступайте к созданию.




Если вы новый пользователь iRender, просто зарегистрируйте ЗДЕСЬ , чтобы получить БЕСПЛАТНЫЙ КУПОН для тестирования наших серверов с вашими сценами Keyshot и следите за обновлениями, чтобы получать больше интересных и полезных статей, связанных с рендерингом каждый день.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *