Методы маскирования изображений

Цели и задачи нефотореалистичной компьютерной графики. Артефакты и их классификация

Нефотореалистичная компьютерная графика

Шейдеры

Особенности скоростной обработки данных в графических ускорителях

Особенности обработки:

● Векторные вычисления могут реализоваться аппаратно на уровне процессора и шины (4-х компонентная для графических данных)

● Вычисления независимы друг от друга (SIMD)

● Используется несколько АЛУ => несколько операций выполняются за один такт

● Ориентация на вычисления: так как проверки условий в основном дают одинаковый результат, то на несколько АЛУ выделяется одно управляющее устройство (проверяет условия)

● Потоковый характер вычислений, буферизация: данные идут в одном направлении, разделяются на потоки по типу информации и по направлению.

Шейдеры — подпрограммы для собственной реализации процессоров вершин и фрагментов.

Графический конвейер не позволяет:

● создавать эффекты

● моделировать мелкие детали (микрорельеф)

Решения:

● Вершинный шейдер (процессор вершин)

○ Вход: вершины и их параметры

○ Выход: вершины в экранных координатах.

● Пиксельный шейдер (процессор фрагментов)

○ Вход: пиксель, его координаты, привязка к текстуре, нормаль и др.

○ Выход: цвет этого пикселя

Языки программирования шейдеров:

● DirectX asm

● GLSL (C-like for OpenGL)

● Cg (C for Graphics)

● HLSL (C-like; модифицированный Cg для DirectX)

○ Особенности:

■ Нет рекурсии

■ Нет передачи по ссылке

■ Все функции — inline (вызов функции компилятор заменяет телом функции)

■ Готовый шейдер можно загрузить, скомпилировать и отправить в конвейер

○ Модификаторы:

■ static (~ private)

■ uniform (~public)

■ const (~const)

■ shared (~ public volatile)

● Профессиональные

○ RenderMan

○ Gelato

Хозяйке на заметку:

● Технология CUDA позволяет выполнять неграфические вычисления с помощью графического процессора.

Причины создания НФР:

● человекорисунки приятнее на вид, чем точные модели

● их акценты человечнее

Цели НФР:

● имитация ИИ (а-ля тест Тьюринга в графике)

● исследование дизайна

● анализ восприятия (т.е. как прикладной инструмент для психологов)

Артефакты — отличия реального изображения от компьютерного (например, размытие, эффект Гало, нерезкость). Виды:

● артефакты модели (входных данных)

● артефакты алгоритма

● артефакты рисования графических примитивов

● артефакты закраски и текстурирования

● артефакты невидимых линий

● артефакты освещения

● артефакты проецирования

Цели внесения артефактов:

● сокрытие второстепенных деталей

● акцентирование важных деталей

● подчёркивание разницы (контрасты)

Маскирование позволяет создавать артефакты на уровне пикселей. Суть маскирования:

Маска позволяет задать микрорисунок. Требования к маске:

● присутствие всех яркостей

● геометрическое распределение