Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset

Epäsuora valaistus, kuten ympäristön heijastukset, ovat tärkeä osa uskottavaa tietokonegrafiikkaa. Tarvitaan kuitenkin fysikaalinen valaistusmalli, jotta epäsuoran valon vaikutus olisi realistinen. Vasta viime aikojen näytönohjainten tehokkuuden kasvu on mahdollistanut fysikaalisen epäsuoran valaist...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Paananen, Henrik
Other Authors: Informaatioteknologian tiedekunta, Faculty of Information Technology, Tietotekniikan laitos, Department of Mathematical Information Technology, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2016
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/49901
_version_ 1828193105137893376
author Paananen, Henrik
author2 Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Tietotekniikan laitos Department of Mathematical Information Technology University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Paananen, Henrik Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Tietotekniikan laitos Department of Mathematical Information Technology University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Paananen, Henrik Informaatioteknologian tiedekunta Faculty of Information Technology Tietotekniikan laitos Department of Mathematical Information Technology University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Paananen, Henrik
datasource_str_mv jyx
description Epäsuora valaistus, kuten ympäristön heijastukset, ovat tärkeä osa uskottavaa tietokonegrafiikkaa. Tarvitaan kuitenkin fysikaalinen valaistusmalli, jotta epäsuoran valon vaikutus olisi realistinen. Vasta viime aikojen näytönohjainten tehokkuuden kasvu on mahdollistanut fysikaalisen epäsuoran valaistuksen mallintamisen reaaliajassa. Koska epäsuoran valaistuksen laskeminen on erittäin raskasta, joudutaan kuitenkin tekemään arviointia, jotta reaaliaikainen toteutus olisi mahdollista. Tässä tutkielmassa esitellään fysikaalisen valaistuksen perustaa ja annetaan esimerkkejä reaaliaikaisista heijastusmenetelmistä. Lopuksi evaluoidaan kahta heijastustekniikkaa, ympäristötutkaimia ja kuvapuskuriheijastuksia, fysikaalisen valaistuksen näkökulmasta. Evaluointi tapahtuu toteuttamalla tekniikat ja arvioimalla saatua lopputulosta uskottavuuden, toimivuuden ja suorituskyvyn kannalta. Huomattiin, että usean tekniikan yhdisteleminen on tarpeen, sillä eri tekniikat soveltuvat vain tietynlaisiin heijastuksiin. Lisäksi tekniikoissa on useita ongelmakohtia, jotka rajoittavat niiden käytettävyyttä. Indirect lighting, like reflections of the environment, have an important role in believable computer graphics. To make the indirect lighting realistic, a physically based lighting model is needed. Only as of lately, the modeling of physically based indirect lighting in real-time has been possible, due to the recent increase of GPU-power. As calculating the indirect lighting is expensive, approximation of the phenomenon is still needed to make real-time implementation possible. In this thesis we introduce the basis of physically based lighting and give examples of real-time reflection methods. Finally two reflection techniques, environment probes and screen space reflections, are evaluated from the physically based lighting point of view. The evaluation is carried out by implementing these techniques and assessing their plausibility and performance. It was discovered that combining several techniques is necessary, as each technique can only produce some particular kind of reflections. In addition it was found that the techniques have several problematic situations, which limit their usability.
first_indexed 2023-03-22T09:57:44Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Sanna M\u00f6nk\u00f6l\u00e4", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Tuomo Rossi", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Paananen, Henrik", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2016-05-24T10:06:39Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2016-05-24T10:06:39Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2016", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1542033", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/49901", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Ep\u00e4suora valaistus, kuten ymp\u00e4rist\u00f6n heijastukset, ovat t\u00e4rke\u00e4 osa uskottavaa tietokonegrafiikkaa. Tarvitaan kuitenkin fysikaalinen valaistusmalli, jotta ep\u00e4suoran valon vaikutus olisi realistinen. Vasta viime aikojen n\u00e4yt\u00f6nohjainten tehokkuuden kasvu on mahdollistanut fysikaalisen ep\u00e4suoran valaistuksen mallintamisen reaaliajassa. Koska ep\u00e4suoran valaistuksen laskeminen on eritt\u00e4in raskasta, joudutaan kuitenkin tekem\u00e4\u00e4n arviointia, jotta reaaliaikainen toteutus olisi mahdollista. T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa esitell\u00e4\u00e4n fysikaalisen valaistuksen perustaa ja annetaan esimerkkej\u00e4 reaaliaikaisista heijastusmenetelmist\u00e4. Lopuksi evaluoidaan kahta heijastustekniikkaa, ymp\u00e4rist\u00f6tutkaimia ja kuvapuskuriheijastuksia, fysikaalisen valaistuksen n\u00e4k\u00f6kulmasta. Evaluointi tapahtuu toteuttamalla tekniikat ja arvioimalla saatua lopputulosta uskottavuuden, toimivuuden ja suorituskyvyn kannalta. Huomattiin, ett\u00e4 usean tekniikan yhdisteleminen on tarpeen, sill\u00e4 eri tekniikat soveltuvat vain tietynlaisiin heijastuksiin. Lis\u00e4ksi tekniikoissa on useita ongelmakohtia, jotka rajoittavat niiden k\u00e4ytett\u00e4vyytt\u00e4.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Indirect lighting, like reflections of the environment, have an important role in believable computer graphics. To make the indirect lighting realistic, a physically based lighting model is needed. Only as of lately, the modeling of physically based indirect lighting in real-time has been possible, due to the recent increase of GPU-power. As calculating the indirect lighting is expensive, approximation of the phenomenon is still needed to make real-time implementation possible. In this thesis we introduce the basis of physically based lighting and give examples of real-time reflection methods. Finally two reflection techniques, environment probes and screen space reflections, are evaluated from the physically based lighting point of view. The evaluation is carried out by implementing these techniques and assessing their plausibility and performance. It was discovered that combining several techniques is necessary, as each technique can only produce some particular kind of reflections. In addition it was found that the techniques have several problematic situations, which limit their usability.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Henrik Paananen (hejupaan) on 2016-05-24 10:06:37.537056. Form: Pro gradu -lomake (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake). JyX data: [jyx_publishing-allowed (fi) =True]", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija.group@korppi.jyu.fi) on 2016-05-24T10:06:39Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201605242676.pdf: 19441964 bytes, checksum: c4fd45764c6042c2fe3b3f24b51af159 (MD5)\nlicense.html: 4813 bytes, checksum: 608da7732cbcf5919540f9f3d15b1c00 (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2016-05-24T10:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201605242676.pdf: 19441964 bytes, checksum: c4fd45764c6042c2fe3b3f24b51af159 (MD5)\nlicense.html: 4813 bytes, checksum: 608da7732cbcf5919540f9f3d15b1c00 (MD5)\n Previous issue date: 2016", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "1 verkkoaineisto (81 sivua)", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "reaaliaikainen grafiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "fysikaalinen valaistus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "heijastukset", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kaksisuuntainen heijastusjakaumafunktio", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kuvapuskuriheijastukset", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ymp\u00e4rist\u00f6tutkaimet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201605242676", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Informaatioteknologian tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Tietotekniikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematical Information Technology", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Tietotekniikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematical Information Technology", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2016-05-24T10:06:40Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": null, "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "602", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "grafiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "valaistus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "heijastuminen", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_49901
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:01:18Z
main_date 2016-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2016
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/c6b4aefc-53bd-4667-a195-6edf6dddc6d0\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201605242676.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2016
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Paananen, Henrik Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset reaaliaikainen grafiikka fysikaalinen valaistus heijastukset kaksisuuntainen heijastusjakaumafunktio kuvapuskuriheijastukset ympäristötutkaimet Tietotekniikka Mathematical Information Technology 602 grafiikka valaistus heijastuminen
title Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_full Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_fullStr Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_full_unstemmed Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_short Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_sort fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
title_txtP Fysikaalinen valaistus ja reaaliaikaiset heijastukset
topic reaaliaikainen grafiikka fysikaalinen valaistus heijastukset kaksisuuntainen heijastusjakaumafunktio kuvapuskuriheijastukset ympäristötutkaimet Tietotekniikka Mathematical Information Technology 602 grafiikka valaistus heijastuminen
topic_facet 602 Mathematical Information Technology Tietotekniikka fysikaalinen valaistus grafiikka heijastukset heijastuminen kaksisuuntainen heijastusjakaumafunktio kuvapuskuriheijastukset reaaliaikainen grafiikka valaistus ympäristötutkaimet
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/49901 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201605242676
work_keys_str_mv AT paananenhenrik fysikaalinenvalaistusjareaaliaikaisetheijastukset