Сколько должно быть точек наблюдения у наблюдателя чтобы увидеть всю поверхность сферы, а не только 120 градусов?

0

Сообщение от Cyborg Drone Недостатки программ для создания 3D-моделей? Я в этом не специалист.

Вижу, но дело не в этом. Модель (меридианной) сферы настолько проста что ошибиться там мудрено. Ну ладно, пусть какое-то приложение что-то не так делает. Но эффект "черных точек" неизменно воспроизводится в любом приложении и любом рисовании (рендере). Даже если мы нарисуем сферу сами напр средствами OpenGL

0

Ну, и что Вы хотите от компьютера? Фактически, яркость (чёрно-белого) изображения кодируется 256 уровнями (32 бита на пиксель), в крайнем случае, при (редко используемом) цветном изображении 48 бит на пиксель, яркость чёрно-белого изображения кодируется 32768 уровнями. Человеческий глаз способен различить 10¹² уровней яркости (правда, не одновременно). Получается, что нулевой уровень яркости компьютера заключает в себе примерно 30000000 оттенков серого, которые могут быть различены человеком. Получается, что "совсем тёмное = чёрное", и "почти серое = чёрное". Для того, чтобы в программах исчезли честно посчитанные чёрные точки, нужно иметь программное обеспечение и устройство отображения, которые способны передать оттенки серого в том же диапазоне, в каком их видит человек.

0

Сообщение от Cyborg Drone Для того, чтобы в программах исчезли честно посчитанные чёрные точки, нужно иметь программное обеспечение и устройство отображения, которые способны передать оттенки серого в том же диапазоне, в каком их видит человек.

Тогда почему "аналитическое" рисование сферы никаких черных точек не имеет? Как-то вы (или мы) уперлись в один вариант/версию (там слишком мало света, не хватает диапазона и.т.д.) и не хотим искать ничего больше Может посмотреть др вещи, напр как рассчитывается освещённость в точке, от чего она зависит, наконец как/почему полигонная модель выглядит гладко (ну или гадко )

0

Сообщение от Igor3D как рассчитывается освещённость в точке, от чего она зависит, наконец как/почему полигонная модель выглядит гладко (ну или гадко

Да понятно всё, на самом деле.

Бесконечность не посчитать, поэтому приходится упрощать. Сначала всё квантуется по уровню (разрядность пикселя) и по расстоянию (реальная поверхность заменяется полигонами), принимается закон отражения от данной поверхности (для матовых поверхностей обычно используют закон Ламберта). Квантование также применяется и к наблюдателю (разрешение в пикселях при заданном угле зрения, разрядность пикселя). Источник света тоже идеализируют: в простейшем случае считают его точечным. Потом просчитывают по всяким правильным законам, и, естественно, с вышеперечисленными упрощениями, сколько и откуда света приходит к наблюдателю. Как правило, для ускорения вычислений упомянутые правильные законы тоже упрощаются.

Упрощёное просчитывают упрощённо, да ещё после этого упрощают. Появляются отличия от реальности. Вот и выходит то, что выходит. И это не улучшить и, на самом деле, не исправить. Можно, конечно, привести просчитанное изображение изображение в более-менее человеческий вид всякой там обработкой (проще говоря, с помощью умышленного искажения).

Как говорится, фарш невозможно прокрутить назад...

0

Сообщение от Cyborg Drone Упрощёное просчитывают упрощённо, да ещё после этого упрощают. Появляются отличия от реальности. Вот и выходит то, что выходит.

И что ответить юзеру которому вот никак не нравится эта "траурная кайма" ? Типа "это общие недостатки компьютерной графики, которая (излишне) упрощает. Я тут ни при чем!". Скорее всего это правда, но согласитесь, такой ответ "не звучит гордо"

Сообщение от Cyborg Drone И это не улучшить и, на самом деле, не исправить. Можно, конечно, привести просчитанное изображение изображение в более-менее человеческий вид всякой там обработкой (проще говоря, с помощью умышленного искажения). Как говорится, фарш невозможно прокрутить назад...

Видимо вывод что не улучшить (и не исправить) был сделан на основании житейского опыта (если везде так, то почему никто не устранил?). Может и так, но это "не факт". Задача исправить/улучшить пока вообще не ставилось, сначала необходимо понять почему так происходит, как мы стали жертвой одного из упрощений компьютерной графики. Откуда берутся неосвещенные точки?

Добавлено через 18 минут
Да, и тезис о фарше считаю здесь принципиально неверным. Все ингредиенты (модель, материал, источник света и др) у на на руках, мы можем как угодно менять фарш что сами крутим

0

Сообщение от Igor3D что ответить юзеру

Расскажите ему про эволюцию графики в играх. И скажите ему, что пока что графика не может отображать реальность совершенно достоверно, потому что всё равно не хватает быстродействия процессора и объёма памяти.

Сообщение от Igor3D Откуда берутся неосвещенные точки?

Ну, как откуда? Их честно просчитывает программа по своим упрощённым алгоритмам на основе урезанных данных. Угол освещения на краю ноль, по Ламберту света отражается ноль, какая получается точка? Правильно, чёрная. Может быть, стоит добавить дифракцию света на краях?

Сообщение от Igor3D тезис о фарше считаю здесь принципиально неверным

Почему это? Как фарш невозможно провернуть назад, так и потерянные или искажённые части изображения восстановить не удастся.

Сообщение от Igor3D модель, материал, источник света и др

Да, есть. Но они недостаточно хорошо аппроксимируют реальные предмет, его поверхность, источник сета и др.

0

Сообщение от Cyborg Drone Ну, как откуда? Их честно просчитывает программа по своим упрощённым алгоритмам на основе урезанных данных. Угол освещения на краю ноль, по Ламберту света отражается ноль, какая получается точка? Правильно, чёрная.

Что-то край уж очень толстый И упрощенный алгоритм - не всегда плохо, легче искать. Хорошо, "угол освещения" - что Вы имеете ввиду? (убедимся что мы говорим о том же)

0

"Угол освещения"... Я имел ввиду, под каким углом падает свет на поверхность по отношению к касательной плоскости к данной точке поверхности. Может быть, правильнее было бы оперировать углом от нормали к поверхности, но тогда без дополнительных оговорок не понятно, что там на всяких изгибах поверхности будет.

Шейдеры, шейдеры... Шейдеры - это хорошо, только ими лучше не исправлять набедокуренное, а изменять алгоритм просчёта. Ну, можно в гистограммой яркости поиграться, или изменить закон отражения... Фильтр какой-нибудь навесить по девяти точкам... Не знаю.

0

Сообщение от Cyborg Drone "Угол освещения"... Я имел ввиду, под каким углом падает свет на поверхность по отношению к касательной плоскости к данной точке поверхности. Может быть, правильнее было бы оперировать углом от нормали к поверхности, но тогда без дополнительных оговорок не понятно, что там на всяких изгибах поверхности будет.

Если говорится "3D модель", то тем самым утверждается что в любой точке поверхности нормаль известна. Инфа о нормалях записана в модели. Хотя ее отсутствие допускается, это бывает крайне редко. Немного чаще ее умышленно игнорируют, используя нормали к полигонам, их хранить не нужно. Получается "граненый" объект (см сферу выше). Кстати с ним никаких черных точек нет. Если нужно - сообщу/расскажу больше деталей.

Хорошо, разобрались, в каждой точке есть нормаль N. Что дальше? Как считаем освещенность?

0

Сообщение от Igor3D Как считаем освещенность?

Как обычно. Вот цельнотянутое из Википедия - Освещённость:



где E_v - освещённость точки в люксах, I_v - сила света точечного источника света в канделлах, r - расстояние от источника до точки в метрах, i - угол между нормалью к поверхности и направлением на источник.

Ну что, осветили... Дальше нужно определить светимость освещённой точки, и выяснить, что там видит наблюдатель.

Ну, не знаю... Ни фига я не 3D-специалист...

Разобраться с законом отражения. Сколько света поглощается поверхностью, и в каких направлениях и с какой интенсивностью отражается непоглощённое.

Задаться апертурой наблюдателя, и (долго и муторно, со всякими интегралами) считать световой поток от телесного угла, исходящего из освещённой точки, и опирающегося на апертуру наблюдателя? Или считать освещённую точку источником света (светимость посчитана), и посчитать освещённость апертуры наблюдателя (побыстрее и не так муторно)? Или просто поделить отражённый светово поток на квадрат расстояния и умножить на какую-то малую величину (чтобы не возиться с законом отражения)?

Не знаю, как там у 3D-программистов принято.

Ну и... осталось всё это повторить для остальных видимых точек.Да ещё попытаться при этом их как-то не поодиночке посчитать, а какими-нибудь рядами и колоннами... или, допустим, кольцами.

Добавлено через 11 минут
Или вообще не считать освещённость точки, а сразу вычислять освещённость (точечной?) апертуры наблюдателя как-то так:



где ρ_d - коэффициент (диффузного) отражения заданной точки поверхности.

Не знаю. Не занимался я всяким там виртуальным освещением.

0

Сообщение от Cyborg Drone Ну, не знаю... Ни фига я не 3D-специалист...

А это хорошо, потому что специалисты обычно вообще не заморачиваются с падением освещенности по расстоянию. Используется лишь этот огрызок (в просторечии "диффузный косинус")

I = L * cos(a)
отсюда
I = L * dot(N, light_dir)
где

L - интенсивность источника (RGB)
N - нормаль к поверхности
light_dir - направление света (из данной точки в точку где источник)

И вся любовь. Упрощать - так упрощать. Во всяком случае все картинки выше сделаны именно так.

Отсюда, между прочим, следует что, манипулируя нормалью к поверхности, можно создавать любые освещенности/затененности. Может у нас что-то не так с нормалями? Проверим нарисовав нормали разными цветами (аттач). Ну вроде все норм, гладко, и нормали смотрят из центра в каждую точку, как и должно быть для сферы. Что предпринять? В смысле как бы нам "продебажить" артефакт черной каймы?

Миниатюры

 

0

Не знаю. По любой из приведённых здесь формул, выходит именно чёрный цвет, потому что cos чего-то там на краю равен 0. Да так оно и выглядит в реальной жизни, особенно в космосе. Без пикселей, но чёрный цвет есть.

Может быть, поиграться с гистограммой?
Уменьшить контраст в тенях?
Рассеяние света в среде (как минимум, сделать источник света протяжённым и диффузным)?
Дополнительные рассеянные источники света? Общее дополнительное освещение рассеянным светом?
Добавить в формулу невозможность получения чёрного при 90^о? Ну, заменить четверть периода косинуса чем-то другим, например, e^-x2?

0

Сообщение от Cyborg Drone Не знаю. По любой из приведённых здесь формул, выходит именно чёрный цвет, потому что cos чего-то там на краю равен 0. Да так оно и выглядит в реальной жизни, особенно в космосе. Без пикселей, но чёрный цвет есть.

Не знаю как в реальной жизни (или космосе) добиться чтобы камера/источник совпадали. Нарисовать сферу аналитически довольно просто в любой базовой графике, не привлекая OpenGL и/или 3D приложения. Каждая точка экрана соответствует лучу ray(x - cntr.x, y - cntr.y, focal), находите пересечение этого луча со сферой и красите пиксель. Не хотите проверять - просто поверьте мне на слово, "черные" точки там будет найти очень непросто, если вообще такие найдутся.

Сообщение от Cyborg Drone Может быть, поиграться с гистограммой? Уменьшить контраст в тенях? Рассеяние света в среде (как минимум, сделать источник света протяжённым и диффузным)? Дополнительные рассеянные источники света? Общее дополнительное освещение рассеянным светом? Добавить в формулу невозможность получения чёрного при 90о? Ну, заменить четверть периода косинуса чем-то другим, например, e-x2?

С тенями конфуз, в компьютерной графике приходится прилагать немало усилий чтобы получить хоть какую-то тень. Задняя к свету (и поэтому неосвещенная) сторона "в тени" не считается. А в остальном предложения вполне разумны.

А давайте просто попечатаем (в консоли) точки у которых цвет оказался черным (< 1/255)? А заодно и угол между векторами. Правда в данном случае "просто попечатать" не так уж просто, код рендера обычно "закрыт". Ну ладно, я найду как это сделать. Какой результат Вы ожидаете? Сколько % будет черным? Какие будут углы? Делайте Ваши ставки, господа

0

Да, вот аттач - простой и хороший тест о котором говорил выше. Интенсивность источника выставлена 10000 (газу до отказу). Конечно все становится белым/пересвеченым, но некоторые точки остаются черными, т.е. они не получают света вообще

Изображения

 

0

Это задача о покрытии сферы кругами одинакового радиуса.
Вот тут приведены решения: https://www.researchgate.net/p... _its_graph

1

Сообщение от Cyborg Drone Ваше утверждение голословно.

причем тут мое утверждение ?

Вам показывают схему из которой совершенно очевидно что вы не можете УВИДЕТЬ больше чем угол зрения. Если у Вас зрение конечно не по кривой линии..

Понятно что в данном случае идет речь о расстоянии радиуса, но как например удаление наблюдателя от сферы будет влиять на увеличение площади обозрения сферы ??? Понятно что будет увеличение % но до какого то предела.

0

Не нравятся фонарики - возьмите лампочки.

0

Вижу мой (единственный) собеседник потерял интерес. Ладно, подведем итоги

Вопрос "откуда берутся черные/неосвещенные точки" - чисто геометрия. Никакой "специфики 3D" не привлекается. Да, надо знать что такое полигон, нормаль к поверхности и диффузный косинус (наклонная поверхность получает меньше света). Все это общие/популярные знания, не более того. Быть трехмерщиком здесь не требуется.

Почему точки не освещены - достаточно просто понять нарисовав нехитрый чертеж: 1-2 полигона (ребром) и 3 вектора из одной точки: обе нормали и направление на источник. Вот правда что делать (в смысле как устранить этот артефакт) - не знаю. Возможно стоит искать на просторах инета, но сформулировать запрос здесь трудно. Ну или свой велик (почему нет). Вот это мне было бы интересно обсудить/пожевать. Но не вышло. Ладно, в конце-концов я ничего не потерял

0

Igor3D, я не потерял итерес, я не знаю решения, поскольку решение зависит от используемого софта.

0

Сообщение от Cyborg Drone я не потерял итерес, я не знаю решения, поскольку решение зависит от используемого софта.

Возможно Вы имели ввиду что под рукой нет софта чтобы проверить/поэкспериментировать. Допустим. Но нарисовать чертеж и поразмыслить никто не мешал. С нормальным чертежом проблема очевидна. См аттач. Рассмотрим красную точку справа на сфере, чуть ниже "экватора". Для нее нормаль к поверхности (не путать с нормалью к полигону) направлена от центра сферы к данной точке, этот вектор очень близок к оси X. Невооруженным взглядом видно что угол между этой нормалью и направлением на свет тупой, > 90. Ну и шейдинг видит отрицательный косинус, стало быть это задняя, неосвещенная сторона объекта. Света ноль, точка черная.

Пожуем/осмыслим. Во-первых, такая точка совсем не обязана находиться "на краю Ойкумены", тупой угол возможен для многих точек, на заметном удалении от видимого края сферы. Во-вторых, неприятность с источником света - наверняка не единственная, ведь точка не только "освещается странно" но и "видима странно", нормаль направлена ОТ камеры. И вообще этой точки мы не должны были видеть, это получается за счет аппроксимации сферы полигонами. Вылазят недостатки упрощений

Я понимаю что напрасно трачу слова, но тема должна иметь какие-то выводы/итоги. А то обычно поговорят пока не кончится "запал" - и умолкают

Миниатюры

 

0