Новости
Визуализация в широком смысле – метод представления информации в виде изображения. Это не обязательно объемное фотореалистичное изображение, карандашный эскиз от руки или коллаж тоже является визуализацией. Однако у компьютерной визуализации есть несколько существенных преимуществ перед иллюстрациями, выполненными вручную. Проект магистранта кафедры механики и компьютерного моделирования факультета прикладной математики, информатики и механики Воронежского государственного университета Ивана Дегтярева «Ray tracing render» («Обратная трассировка лучей») направлен на оптимизацию алгоритма создания фотореалистичных изображений для обычных ПК. Разработка ведется под руководством доцента кафедры механики и компьютерного моделирования Александра Яковлева.
– Я увлекаюсь компьютерной графикой, и меня очень заинтересовала задача разработки программы для среднестатистического компьютера, в результате работы которой получалось бы качественное изображение, которое сложно было бы отличить от фотографии. Поэтому целью нашего проекта является создание программы, которая предназначена для рисования трехмерных изображений в реальном времени в компьютерных играх, пакетах инженерного анализа и кино. Существует множество разновидностей алгоритмов для рисования. Большинство из них использует двумерное проецирование для получения картинки. Они работают быстро, но изображения, получаемые с их помощью, отличаются от изображений, получаемых с помощью алгоритма обратной трассировки лучей – именно его мы и используем в работе. Обратная трассировка лучей – трудоемкий метод, ядро которого обрабатывает все объекты сцены отдельно для каждого пикселя, что позволяет добиться наиболее реалистичного и физически правильного изображения. Но из-за этого замедляется его скорость работы на центральном процессоре компьютера. Наш проект предполагает его оптимизацию для работы на видеокарте, которая изначально создана для работы с проекционными алгоритмами – более быстрыми, но менее точными. Таким образом, разрабатываемая нами программа отличается от аналогов, работающих с методом обратной трассировки лучей, повышенной скоростью работы, – прокомментировал автор проекта Иван Дегтярев.
Ускоренное рисование с помощью обратной трассировки лучей, позволит использовать этот алгоритм в компьютерных играх, где необходимо рисование сцены в реальном времени. Компьютерная игра, использующая в качестве графической составляющей данное программное обеспечение, будет отличаться от других более фотореалистичной картинкой. Трассировка лучей на данный момент не используется на рынке компьютерных игр, ввиду того что скорость его работы на обычном персональном компьютере не позволяет получать изображения в режиме реального времени со скоростью хотя бы 30 кадров в секунду. Это скорость смены кадров в обычном фильме, оптимальная скорость воспроизведения, которую способен обрабатывать человеческий глаз. Чем больше скорость, тем более плавной нам кажется смена кадров. Если же скорость смены кадров будет меньше 30, то картинка будет «дергающейся», не плавной, и смотреть такой «фильм» будет некомфортно. Цель разработки студента ВГУ – добиться от рендера скорости более 30 кадров в секунду при сохранении реалистичности изображения. На данный момент уже реализован каркас программы, ведутся работы над оптимизацией алгоритма, его ускорением и расширением функционала программного обеспечения. Что касается использования этой программы в создании фильмов и мультфильмов, то есть там, где рисование в режиме реального времени отходит на второй план, а на первый выдвигается качество получаемой картинки, то высокая скорость ее работы позволит уменьшить время нахождения фильма/мультфильма на стадии «рисования».
По мнению разработчиков, потребителями этого продукта станут IT-компании, создающие программное обеспечение, в котором нужна фотореалистичная визуализация трехмерных сцен в реальном времени, а потенциальными заказчиками – компании, разрабатывающие компьютерные игры, системы автоматизированного проектирования и создающие спецэффекты к фильмам.