Extrémní komprese a modelování Bidirectional Texture Function

Současná nejdokonalejší reprezentace reálných materiálů v aplikacích virtuální reality je dvousměrná texturní funkce (Bidirectional Texture Function - BTF), která popisuje vzhled hrubé textury pro měnící se podmínky osvětlení a pohledu. Tato funkce může být reprezentována pomocí tisíců měření (obrazů) na jeden vzorek materiálu. Výsledná velikost BTF vylučuje její přímé použití v grafických aplikacích a tedy nějaká komprese těchto ohromných BTF prostorů je nevyhnutelná. V článku předkládáme nový rychlý algoritmus založený na pravděpodobnostních modelech pro realistické modelováni BTF, který dovoluje extrémní kompresi a možnost rychlé hardwarové implementace. Jeho cílem je vytvořit vizuální dojem shodného materiálu bez pixelové shody s původním měřením. Analytický krok algoritmu začíná segmentací BTF prostoru a odhadem hloubkové mapy BTF povrchu pomocí fotometrického sterea. Následuje spektrální a prostorová faktorizace vybraného podprostoru barevných texturních obrazů. Jednotlivé monospektrální pásmově omezené faktory jsou nezávisle modelovány svými pravděpodobnostními prostorovými modely. Během zobrazování se syntetizují podprostorové obrazy požadované velikosti a barevná (případně multispektrální) a hloubková informace se kombinuje v bump filtru podle podmínek osvětlení a pohledu. Předložený model poskytuje ohromný BTF kompresní poměr nedosažitelný žádnou alternativní vzorkovací BTF metodou. Zároveň může být použit i k rekonstrukci neměřených částí BTF prostoru.

Inovační aspekty

Publikovaný BTF model umožňuje dosáhnout extrémní komprese dat, nedosažitelné jakoukoliv jinou známou metodou a zároveň umožňuje syntetizovat libovolně velké plochy vysoce kvalitních a fyzikálně realistických obrazů přírodních materiálů (textur). V současné době se jedná o, velmi pravděpodobně, nejlepší publikovaný BTF model.

Přínosy

Realistické modelování povrchů reálných objektů ve scénách virtuální reality se neobejde bez modelů BTF textur. Protože tyto modely jsou většinou zatím za hranicí schopností současné výpočetní techniky, patří uvedený model mezi několik vyjímek, které lze použít v bezpočtu aplikací virtuální reality jako například průmysl her, automobilový průmysl, armádní aplikace, architektura, medicína a mnoho jiných.

Dokumentace

  • Haindl, Michal ; Filip, Jiří. Extreme Compression and Modeling of Bidirectional Texture Function. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, 2007, Roč. 29, č. 10, s. 1859-1865. ISSN 0162-8828. Dostupný z: <http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/TPAMI.2007.1139>.
Design downloaded from Free Templates - your source for free web templates