Szimuláció megvilágítás optimalizáláshoz

OData támogatás
Konzulens:
Janóczki Mihály
Elektronikai Technológia Tanszék

Kivonat

Önálló laboratóriumi munkám során a számítógépes grafika eszközeivel

megvalósítható világítás szimuláció lehetőségét kezdtem kutatni, hogy

az automatikus optikai vizsgáló berendezések beállításainak

optimalizálását segítse. Előbb a grafika alapjait tanulmányoztam,

majd alkatrész modelleket készítettem, amiket később felhasználtam

a szimuláció elemeként. A diplomatervezés keretében egy C++ nyelven

írt grafikus processzoron futó alkalmazást fejlesztettem konzulensemmel.

A program felépítését tekintve fontos elem a fényforrások kezelése és

az anyagok fénnyel szembeni viselkedésének modellje. A hiteles

szimulációhoz a fém felületek reflexióját kell a valósághoz minél

közelebb álló módon megjeleníteni, ezt a Cook-Torrance modellel

közelítjük. A grafikus processzor árnyalóit úgy programoztuk, hogy a

képpontok intenzitásának meghatározása e modell alapján történjen.

A fényforrásoknak futásidőben módosíthatónak kell lenniük, hogy

a különböző hibamodellekhez gyorsan megkereshető legyen a megfelelő

világítás konfiguráció. A fényforrásokat egy rugalmas struktúrában

tároljuk, ami azt jelenti, hogy a három gyakran alkalmazott világító

elemet, pontfényforrást, gyűrűelemet és égbolt megvilágítást egyaránt

a pontfényforrásokra bontunk vissza. Ez lehetővé teszi, hogy az elemek

geometriai jellemzőjét és intenzitását a futás ideje alatt változtassuk.

Másrészt ez szükséges az árnyékolás számításához, ahol azt vizsgáljuk,

hogy a fényforrások előtt mennyire takarják egymást a jelenetben

szereplő 3 dimenziós modellek. Az árnyékoláshoz a takarásról a

fényforrások nézőpontjából térképet kell generálni és az ebben tárolt

távolságok függvényében egy valószínűségi értéket kell számolni, így

hitelesebbé tehető az árnyékok hatása.

A program elkészülte után a szimulált képeket összehasonlítottam egy

valós berendezés által készített felvételekkel. Az így tesztelt

megvilágító elemek tulajdonságait figyelembe véve végeztem el egy

hibajelenségre, a sírkő effektusra a világítás optimalizálását.

Olyan beállítást találtam, amelyet egy valós berendezésen visszapróbálva

hatékony megoldást nyújt a hibadetektáláshoz. A jövőben szeretném az

alkalmazást tovább fejleszteni a képszintézis finomításával és további

funkciók beépítésével. A grafikus processzorok programozásában megszerzett

tudást alkalmazni szeretném a képfeldolgozásban is.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.