Raytracing - the new helloworld

ХристоЛесевRaytracing - новиятhelloworld

Raytracing – новиятhelloworldХристоЛесевDiaDraw.com


$whoami

Живееидиша компютърна графика.

DiaDrawWe help developers build cross-platform applications.

ХристоЛесев

Съоснователна


Raytracing 101


Нуждаотреалистичниизображения


Филми,архитектура,рекламииоще...


Снимка или CG?


Успяхте ли да ги разпознаете?

Photo Photo

PhotoCG

CG

CG


Нуждаиотнереалистичниизображения


Койикакгенерираизображения?


Рендерътпревръщаописаниетонагеометриятанасценатаинейнитесвойствавизображение


Каксеслучвавприродата?


Изстрелвамелъчипрезизображението


Лъчитеопределят,каквовиждавсекипиксел


Намираненапресечнитеточкиналъчсобектиотсцената• Избираменай-близкатапресечнаточкадоначалотоналъча

1

2

3


Изборнановапосоказапродължаваненапътя• Посокатанановиялъчсеопределяотматериаланаобекта


Достиганедосветлиненизточник• Стремимседадостигнемдообект,зареденсъссветлиннаенергия


“Бомбардираме”сценатаслъчи• Нужнисамилиардилъчи,загенерираненакрасивакартинка


Щесподеляеднаистория


Далечната92-ра


Далечната92-ра


Начинаещпрограмистилиискамданаучановатехнология:

Откъдедазапочна?


Намирамеподходящпримеризапочвамедакодираме


Класикатавtutorials жанра:Програма заподдръжка накнижна библиотека


Тайнатанапрограмиста


Изисквания:илиоткаквосевълнувабиблиотекарят• Дазаписваиизтривакнига• Датърсикнигипозаглавие,автор,ISBN….• Нямамникаквапредставаоткакводруго???• Можебиотгодишнатасбирканабиблиотекарите?


Изисквания:откаквосевълнувапрограмистът• Какдаседокоснадоповечеаспектиотизбранитетехнологии?• Какдасипострояархитектурата?Каквищесамодулите?• Какщепредавамданнимеждуотделнитемодули?• ТрябвалидаползвамDB ?• Какъвщееинтерфейсът– web,native,console?• Можелидаеразпределено,многонишково,ит.н.?• Идруги...


или

Каквоепо-леснодасинаправим?


Отбазовитеизисквания...

1. Двигателсвитло– придвижвасамолетанапред2. “Крила”– подемнасилаиуправление3. Колесник – задаимавтороизлитане

1 2

3


...докомплекснатасистема


Raytracer – самолетътвпрограмирането

100редаC++ ChaosGroup V-Ray


Raytracing в99редаC++код

• smallpt – KevinBeason• Сценаизграденаизцялоотсфери• Глобалноосветяване!!!• Тривидаматериали

– Дифузен– Отражателен– Прозрачен


Raytracing в99редаC++код

ТримеренвекторицвятVec

Ray

Sphere

MAINintersectradiance

Лъч

Геометриченобект,пресичанеслъч

УправлениенасценаПресмятаненаглобалнотоосветяване


Първотонещо,коетотрябвадасиприпомним


Безкрайнитечасовематематикавуниверситета• Вектори• Матрици• Цветоваалгебра– цветовипространства• Геометрия• Статистика• Числениметоди• Дискретнаматематика


“Клиентски”изискваниякъмraytracer-a1. Даподдържаголямнаборотобектииматериали

2. Дабъдебърз


1.Голямнаборотобектииматериали


Голямнаборотобектииматериали• Приличнасофтуернаархитектура• Изгражданенайерархия• Понятиезасцена• Парсър насцена• Разделяненаалгоритъмаотданните• Плъгини

Geometry

Sphere TriangleMesh

Material

BRDF


2.Скорост


Ускорителниструктури• Геометричнибазиотданни• Търсеневпространството,заявки:

– Intersect– Rangesearch

• Идватвъввсякаквиразновидности:– Kd-tree,BVH,Octree,BSP,Grid,…....


Ощескорост...


Паралелнотрасиранес“нишки”

• Raytracing– синонимзапаралеленалгоритъм

• Всяка“нишка”работисданнитенасцената,нопресмятарезултатиотразличнилъчи


Ощеповеческорост...


Пресмятаненачастиоткартинкатанадругимашини• Мрежовакомуникация• Предаваненасценатаиресурси• Връщаненачастотизображението• Сглобяваненацялотоизображение


Practicewhatyoupreach


Пример1


Пример1:Node.js +C++

smallpt.cpp

WebSockets

Webbrowser

Async callback


Пример2


Пример2:js raytracing,изцяловбраузър

worker

Webbrowser

worker worker

raytracer

scene

raytracer

scene

raytracer

scene


Пример3

http://diadraw-rt.herokuapp.com


Пример 3:разпределенraytracing

Webbrowser

Monitor

Webbrowser

Rendernode

w w w w w

Webbrowser

Rendernode

w w w w w

Webbrowser

Rendernode

w w w w w

WebSockets

WebSo ckets


Demos’Repo

https://github.com/hlesev?tab=repositories

Technology

Raytracing - the new helloworld