WikiDer > Radiance (программное обеспечение) - Википедия

Сияние набор инструментов для выполнения моделирование освещения первоначально написано Грегом Уордом.^[1] Он включает рендерер а также многие другие инструменты для измерения смоделированных уровней освещенности. Оно использует трассировка лучей выполнять все расчеты освещения, ускоренные за счет использования октодерево структура данных. Он был пионером концепции визуализация с высоким динамическим диапазоном, где уровни освещенности представляют собой (теоретически) неограниченные значения вместо десятичной доли от максимума (например, от 0,0 до 1,0) или целой доли от максимума (от 0 до 255/255). Он также реализует глобальное освещение с использованием Метод Монте-Карло для образца света, падающего на точку.

Грег Уорд начал разработку Radiance в 1985 году, когда Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Исходный код распространялся по лицензии, запрещающей дальнейшее распространение. В январе 2002 года Radiance 3.4 был перелицензированный по менее строгой лицензии.

Одно исследование показало, что Radiance является наиболее полезным программным пакетом для моделирования архитектурного освещения. В исследовании также отмечалось, что Radiance часто служит основным средством моделирования для многих других пакетов.^[2]

Формат изображения HDR

Radiance определил формат изображения для хранения изображений HDR, теперь описываемый как Формат изображения RGBE. Поскольку это был первый (и долгое время единственный) формат изображения HDR, этот формат поддерживается многими другими^{[который?]} программные пакеты.^{[нужна цитата]}

Файл начинается с подписи "#? RADIANCE", а затем в нескольких строках перечисляются команды, используемые для создания изображения. Эта информация позволяет рендереру rpict для продолжения частично завершенного рендеринга (вручную или с помощью рад внешний интерфейс). Это также ключ=ценить объявления, включая строку FORMAT = 32-bit_rle_rgbe.

После этого идет пустая строка, обозначающая конец заголовка. Одна строка описывает разрешение и порядок пикселей. При использовании инструментов Radiance это всегда принимает форму '-Y высота + X ширина'. После этой строки следуют двоичные данные пикселей.

Radiance рассчитывает значения света как плавающая точка тройни, по одной для красного, зеленого и синего. Но хранение полного числа с плавающей запятой двойной точности для каждого канала (8 байтов × 3 = 24 байта) является обузой даже для современных систем. Для сжатия данных изображения используются два этапа. Первый масштабирует три значения с плавающей запятой, чтобы использовать общий 8-битный показатель степени, взятый из самых ярких из трех. Затем каждое значение обрезается до 8-битной мантиссы (дробной части). Результат - четыре байта, 32 бита для каждого пикселя. Это приводит к сжатию 6: 1 за счет снижения точности цветопередачи.

Второй этап выполняет кодирование длины прогона на значениях 32-битных пикселей. Это имеет ограниченное влияние на размер большинства визуализируемых изображений, но это быстро и просто.

Формат описания сцены

Сцена сияния создается из одного или нескольких объектных файлов. В .rad формат - простой текстовый файл. Он может указывать отдельные геометрические объекты, а также вызывать программы, начиная строку с восклицательного знака «!».^[3]

При указании геометрии первая строка

модификатор тип имя

Следующие три строки содержат параметры, начинающиеся с целого числа, указывающего количество параметров. Параметры не обязательно должны быть в одной строке, они могут быть продолжены в нескольких строках для облегчения чтения.

Модификаторы создают материалы и могут быть объединены в одну цепочку. изменение следующий.

Например:

myball.rad

хромированная сфера 004 0 0 10 10

Тогда это может быть одетый в другом файле с помощью xform программа (описана позже):

scene.rad

пустой металл хром 005 0,8 0,8 0,8 0,9 0,0! xform -a 5 -t 20 0 0 myball.rad

Это создает хром материал и пять хромовых сфер, разнесенных на 20 единиц вдоль оси X.

Перед тем как использовать сцену, она должна быть скомпилирована в файл октодерева ('.oct') с использованием oconv инструмент. Большинство инструментов рендеринга (см. Ниже) используют файл октодерева в качестве входных данных.

Инструменты

В комплект Radiance входит более 50 инструментов. Они были разработаны для использования на Unix и Unix-подобные системы. Многие инструменты действуют как фильтры, стандартный ввод и отправив обработанный результат в стандартный вывод. Их можно использовать в командной строке Unix и передать по конвейеру в новый файл или включить в сами файлы сцены Radiance ('.rad'), как показано выше.

Манипуляции с геометрией

Несколько программ Radiance манипулируют данными сцены Radiance, считывая их либо из указанного файла, либо из их стандартного ввода, и записывая в стандартный вывод.

• xform позволяет выполнять произвольное количество преобразований с файлом .rad. Преобразования включают перемещение, вращение (вокруг любой из трех осей) и масштабирование. Он также может выполнять многомерное построение массива.
• Замечания заменяет определенные треугольники в сцене объектами из другого файла. Используется для упрощения сцены при моделировании в 3D-моделере.

Генераторы

Генераторы упрощают задачу моделирования сцены, они создают определенные типы геометрии из предоставленных параметров.

• Genbox создает коробку.
• генпризма вытягивает заданный 2D-многоугольник по оси Z.
• жанр создает поверхность вращения из заданной функции.
• Genworm создает червь заданы четыре функции - координаты (x, y, z) пути и радиус червяка.
• gensurf создает мозаичную поверхность из заданной функции.
• генский создает описание для CIE стандартное распределение неба.

Конвертеры геометрии

Radiance включает ряд программ для преобразования геометрии сцены из других форматов. К ним относятся:

• nff2rad обращает NFF объекты в геометрию Radiance.
• obj2rad конвертировать Волновой фронт .obj файлы в геометрию Radiance.
• obj2mesh преобразовать Wavefront .obj файлы в Radiance скомпилированная сетка. Затем его можно включить в сцену с помощью недавно добавленного сетка примитивный. Более эффективно, чем использование obj2rad и включает координаты текстуры.

Рендеринг

• rpict рендерер, создающий изображение Radiance на стандартном выходе.
• rvu интерактивный рендерер, открывающий X11 окно, чтобы показать, как идет рендеринг, и разрешить изменение вида.
• rtrace это инструмент для отслеживания определенных лучей в сцене. Он считывает параметры для этих лучей на своем стандартном входе и возвращает значение света на стандартный вывод. rtrace используется другими инструментами и даже может использоваться для самостоятельного рендеринга изображений с помощью vwray программа для генерации лучей обзора, которые будут переданы к нему.
• деньфакт представляет собой интерактивный скрипт для вычисления значений яркости и факторы дневного света по сетке.
• Findglare делает снимок или сцену и находит яркие источники, которые могут вызвать дискомфорт блики в человеческих глазах.
• mkillum берет поверхность (например, окно или абажур) и вычисляет долю освещения, проходящего через нее. Эти данные затем используются освещать модификатор материала, чтобы сделать освещение от этих вторичных источников более точным и эффективным для вычисления.

Обработка и анализ изображений

• пфильт фильтрует изображение. Общая техника достижения сглаженный изображения должны отображаться в несколько раз больше, чем желаемый размер, а затем фильтровать изображение с помощью пфильт.
• pcompos совмещает изображения либо с координатами привязки, либо путем добавления нескольких изображений поверх другого.
• второй условия изображений. Может имитировать ряд эффектов зрительной реакции человека, например расфокусировка темных участков, вуалирование из-за бликов и потеря цвета из-за мезопический или же скопическое зрение при слабом освещении.
• пинтерп интерполирует между двумя изображениями, если они оба имеют z буферы. Использует rtrace чтобы заполнить пробелы. Используется для увеличения скорости рендеринга простых анимаций.
• ximage это программа для просмотра изображений HDR Radiance. Он может регулировать имитацию экспозиции и применять некоторые визуальные эффекты человека второй.

Интеграция

• рад - это интерфейс, который читает файл .rif, описывающий сцену и несколько видов камеры. Ранее, делать и makefile использовались в аналогичной роли. рад координаты oconv, mkillum, rpict/rview и другие программы для рендеринга изображения (или предварительного просмотра) из исходного файла (ов) сцены.
• торговля это интерфейс GUI для рад с помощью Tcl / Tk.
• ранимать это интерфейс, который координирует многие программы для создания виртуальная прогулка анимация, т.е. камера движется, но сцена статична.

Рекомендации

Источники

• Грег Уорд Ларсон и Роб Шекспир, Рендеринг с помощью Radiance, Морган Кауфманн, 1998. ISBN 1-55860-499-5

внешняя ссылка

• Домашняя страница Radiance
• Сияние онлайн
• Рендеринг в Radiance онлайн
• Anyhere Software - консалтинговая фирма Грега Уорда