Nebbia a distanza: Esplorare la frontiera visiva: approfondimenti sulla nebbia a distanza della visione artificiale

Di Fouad Sabry

Cos'è la nebbia a distanza

La nebbia a distanza è una tecnica utilizzata nella computer grafica 3D per migliorare la percezione della distanza ombreggiando in modo diverso gli oggetti distanti.

Come trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Nebbia a distanza

Capitolo 2: Rendering (computer grafica)

Capitolo 3: Algoritmo di Painter

Capitolo 4: Ombreggiatura Gouraud

Capitolo 5: Mappatura delle texture

Capitolo 6: Prospettiva forzata

Capitolo 7: Ombreggiatura

Capitolo 8: 2.5D

Capitolo 9: Livello di dettaglio (grafica computerizzata)

Capitolo 10: Prospettiva aerea

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sulla nebbia a distanza.

(III) Esempi reali dell'utilizzo della nebbia a distanza in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze di base o le informazioni di qualsiasi tipo di nebbia a distanza.

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 4 mag 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Nebbia a distanza

Nella computer grafica 3D, la nebbia a distanza è un metodo utilizzato per migliorare l'illusione della distanza colorando in modo diverso gli oggetti distanti. Questo approccio simula l'impatto della dispersione della luce, che riduce il contrasto di oggetti distanti, in particolare in contesti esterni.

A causa della dispersione, la visibilità in una foschia naturale diminuisce in modo esponenziale, non lineare, con la distanza. Il colore della foschia è determinato dal colore della luce diffusa nel percorso di osservazione; blu sotto il cielo sereno e rossastro verso il tramonto, come con l'enrosadirda. Queste sfumature più sottili sono illustrate in alcune immagini.

Dalla metà alla fine degli anni '90, quando la potenza di elaborazione era insufficiente per visualizzare grandi distanze di visione, il clipping veniva utilizzato per simulare la nebbia a distanza. Aggiungendo una nebbia a media distanza, i poligoni ritagliati emergevano a una distanza sufficiente da essere mascherati dalla nebbia e svanivano man mano che il giocatore si avvicinava.

Esempio di nebbia lontana

{Fine Capitolo 1}

Capitolo 2: Rendering (computer grafica)

Utilizzando un software per computer, il rendering o la sintesi di immagini è il processo di generazione di un'immagine fotorealistica o non fotorealistica da un modello 2D o 3D. L'immagine di rendering è nota come rendering. Un file di scena contenente oggetti in un linguaggio o in una struttura di dati specificata con precisione può definire molti modelli. Il file della scena contiene informazioni sulla geometria, il punto di vista, la trama, l'illuminazione e l'ombreggiatura della scena. I dati del file di scena vengono quindi inviati a un programma di rendering per l'elaborazione e l'output come file di immagine digitale o di grafica raster. Il termine rendering corrisponde all'interpretazione di una scena da parte di un artista. Il rendering si riferisce anche al processo di calcolo degli effetti in uno strumento di editing video per produrre l'output video finale.

Il rendering è uno dei sottoargomenti più importanti della computer grafica 3D ed è sempre interconnesso con gli altri nella pratica. È l'ultimo passaggio significativo nella pipeline grafica e conferisce ai modelli e alle animazioni l'aspetto finale. Dagli anni '70, con l'aumento della sofisticazione della computer grafica, il tema è diventato più distinto.

Il rendering ha applicazioni nell'architettura, nei videogiochi, nei simulatori, negli effetti visivi cinematografici e televisivi e nella visualizzazione del design, ognuno dei quali impiega una combinazione unica di funzionalità e approcci. Sono disponibili numerosi renderer per l'uso. Alcuni sono integrati in pacchetti software di modellazione e animazione più grandi, mentre altri sono progetti open source gratuiti. Un renderer è un programma elaborato in modo intricato basato su vari campi, come la fisica della luce, la percezione visiva, la matematica e l'ingegneria del software.

Anche se i dettagli tecnici delle tecnologie di rendering variano, la pipeline grafica di un dispositivo di rendering come una GPU gestisce i problemi generali della creazione di un'immagine 2D su uno schermo da una rappresentazione 3D contenuta in un file di scena. Una GPU è un dispositivo progettato specificamente per aiutare una CPU a completare sofisticati calcoli di rendering. Il software di rendering deve risolvere l'equazione di rendering affinché una scena appaia relativamente realistica e prevedibile sotto l'illuminazione virtuale. L'equazione di rendering non tiene conto di tutti i fenomeni di illuminazione, ma funge piuttosto da modello di illuminazione di base per le immagini generate al computer.

Le scene nella grafica 3D possono essere renderizzate in anticipo o generate in tempo reale. Il pre-rendering è una tecnica lenta e computazionalmente costosa che viene spesso utilizzata per la creazione di filmati, in cui le scene possono essere preparate in anticipo, mentre il rendering in tempo reale viene in genere utilizzato per i videogiochi 3D e altre applicazioni che devono generare scene in tempo reale. L'accelerazione dell'hardware 3D può migliorare le prestazioni di rendering in tempo reale.

Quando l'immagine preliminare (spesso uno schizzo wireframe) è completa, il rendering viene utilizzato per aggiungere trame bitmap o procedurali, luci, mappatura dei rilievi e la posizione relativa degli oggetti. Il prodotto finale è un'immagine finita che il consumatore o il pubblico a cui è destinato osserva.

Diverse immagini (fotogrammi) devono essere prodotte e unite insieme in uno strumento di creazione di animazioni per creare un'animazione filmata. La maggior parte delle applicazioni di editing di immagini 3D è in grado di farlo.

Un'immagine renderizzata può essere compresa in base alle sue caratteristiche visive. La ricerca e il progresso nel rendering sono stati in gran parte ispirati dalla ricerca di tecniche di simulazione efficienti. Alcuni sono direttamente correlati a particolari algoritmi e metodi, mentre altri sono generati in modo collaborativo.

L'ombreggiatura è il modo in cui la tonalità e la luminanza di una superficie cambiano in funzione dell'illuminazione.

Texture-mapping: una tecnica per fornire dettagli alla superficie.

Il bump-mapping è una tecnica per replicare la rugosità superficiale su piccola scala.

Mezzo di appannamento/partecipazione — l'attenuazione della luce mentre passa attraverso un'atmosfera o un'aria opaca

Le ombre sono il risultato del blocco della luce.

Oscurità variabile derivante da sorgenti luminose parzialmente occluse.

Riflessione: riflessione altamente riflettente o a specchio

Trasmissione nitida della luce attraverso oggetti opachi.

Traslucenza: trasmissione della luce fortemente dispersa attraverso oggetti opachi

La rifrazione è il fenomeno di curvatura della luce associato alla trasparenza.

La diffrazione è la curvatura, la diffusione e l'interferenza della luce che disturba i raggi che viaggiano attraverso un oggetto o un'apertura.

L'illuminazione indiretta si riferisce alle superfici illuminate dalla luce riflessa da altre superfici rispetto a una fonte di luce diretta (nota anche come illuminazione globale)

Le caustiche (un tipo di illuminazione indiretta) sono la riflessione della luce su un oggetto lucido o la focalizzazione della luce attraverso un oggetto trasparente per creare luci abbaglianti su un altro oggetto.

Profondità di campo: quando gli oggetti sono troppo lontani davanti o dietro l'oggetto a fuoco, appaiono sfocati o sfocati.

Gli oggetti appaiono sfocati a causa del movimento ad alta velocità o del movimento della fotocamera.

Rendering