Программные технологии синтеза реалистичных изображений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, доктор физико-математических наук Галактионов, Владимир Александрович

• Галактионов, Владимир Александрович
• доктор физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Галактионов, Владимир Александрович

Введение.

Глава 1. Синтез реалистичных изображений. Физически аккуратные расчеты освещенности.

1.1. Задание цифровой модели сцены.

1.1.1. Задание геометрии сцены.

1.1.2. Оптические свойства объектов и поверхностей.

1.1.3. Модель освещения: искусственный и естественный свет.

1.1.4. Параметры наблюдения сцены.

1.2. Моделирование распространения света.

1.2.1. Задача глобальной освещенности. Уравнение рендеринга.

1.2.2. Прямая и обратная трассировка лучей.

1.2.3. Методы ускорения моделирования освещенности.

1.3. Программный комплекс построения фотореалистичных изображений. Примеры практических приложений.

1.4. Выводы и результаты.

Глава 2. Моделирование естественного дневного освещения, задаваемого изображением с большим динамическим диапазоном.

2.1. Основные понятия технологии «изображений с большим динамическим диапазоном».

2.1.1. Изображение с большим динамическим диапазоном (БДДИ).

2.1.2. Освещение, задаваемое изображением.

2.1.3. Технология построения БДДИ.

2.1.4. Использование БДДИ в системах визуализации.

2.2. Построение изображения сцены, освещенной БДДИ.

2.2.1. Определение яркости точки поверхности.

2.2.2. Получение теней при технологии освещения изображением.

2.2.3. Распознавание солнца и ярких источников света.

2.2.4. Использование БДДИ в качестве фонового изображения.

2.2.5. Сжатие динамического диапазона яркостей.

2.3. Анализ изображений с большим динамическим диапазоном.

2.3.1. Динамический диапазон БДДИ.

2.3.2. Правильность представления солнца.

2.3.3. Пространственное разрешение БДДИ.

2.3.4. Время фотографирования БДДИ.

2.4. Алгоритмическая компенсация некорректностей БДДИ.

2.5. Выводы и результаты.

Глава 3. Влияние особенностей зрительного восприятия человека на процесс синтеза изображений.

3.1. Эффективный оператор сжатия динамического диапазона яркостей.

3.1.1. Алгоритм оператора сжатия динамического диапазона.

3.1.2. Оценка параметров алгоритма.

3.1.3. Полученные результаты.

3.2. Эффекты зрительного восприятия человека.

3.3. Эффекты фотографических изображений.

3.4. Выводы и результаты.

Глава 4. Моделирование освещенности и синтез реалистичных изображений через Интернет.

4.1. Архитектура Интернет-приложения для интерактивного физически аккуратного моделирования освещенности.

4.2. Возможности программного комплекса с точки зрения конечного пользователя.

4.3. Интерфейс программного комплекса.

4.4. Методы ускорения моделирования освещенности и генерации изображений.

4.4.1. Методы ускорения расчета глобальной освещенности.

4.4.2. Параллельные и распределенные вычисления.

4.5. Средства администрирования программного комплекса.

4.6. Выводы и результаты.

Глава 5. Интерактивная 3D навигация сцен с реалистичной визуализацией

5.1. Базовые принципы построения системы генерации реалистичных изображений в режиме 3D навигации.

5.2. Архитектура приложения.

5.3. Естественное освещение и генерация теней.

5.4. Визуализация оптически сложных материалов.

5.5. Зеркальные отражения и эффекты вторичной освещенности.

5.6. Выводы и результаты.

Глава 6. Программное моделирование сложных оптических систем и устройств.

6.1. Системы подсветки жидкокристаллических мониторов.

6.2. Средства отображения и анализа результатов моделирования.

6.2.1. Элементы наблюдения.

6.2.2. Визуализация результатов.

6.2.3. Контроль точности.

6.3. Визуализация траекторий лучей.

6.4. Механизмы описания и представления элементов оптической системы

6.4.1. Проблемы представления элементов оптической системы.

6.4.2. Процедурные представления.

6.4.3. Генераторы поверхностей и текстур специального вида.

6.5. Оптические элементы как средство расширения функциональности программ оптического моделирования.

6.5.1. Концепция оптических элементов.

6.5.2. Абстрактный интерфейс взаимодействия ОЭ с системой оптического моделирования.

6.5.3. Процедурное описание ОЭ.

6.6. Моделирование осветительных приборов и систем.

6.7. Выводы и результаты.

Глава 7. Интеграция оптических элементов в систему оптического моделирования.

7.1. Светорассеивающие микроструктуры.

7.2. Пример моделирования осветительной системы жидкокристаллического монитора на основе светорассеивающих микроструктур.

7.3. Оптические элементы объемного рассеяния.

7.3.1. Модели объемного рассеяния.

7.4. Поддержка эффектов поляризации света.

7.5. Выводы и результаты.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Программные технологии синтеза реалистичных изображений»

Компьютерная (машинная) графика является эффективным и мощным средством связи между человеком и вычислительной машиной. Использование графической формы представления информации, организация диалога между человеком и компьютером с использованием визуальных образов позволяет существенно повысить скорость и эффективность обработки информации человеком, а следовательно исследований и разработок в самых различных областях науки, техники, архитектуры. Методы компьютерной графики широко применяются в качестве инструментария, однако сама компьютерная графика давно уже стала самостоятельным научным направлением с соответствующими атрибутами: авторитетными международными научными конференциями, научными и практическими журналами и т.д.

Первые признаки появления нового научного направления относятся к началу 60-х годов прошлого столетия. Знаковым событием считают диссертацию Айвена Сазерленда (1963 г.), в которой были показаны новые возможности графического интерфейса с машиной в интерактивном режиме [1]. В ИПМ АН СССР примерно в то же время (1964 г.) был продемонстрирован первый опыт практического применения машинной графики при выводе на характрон последовательности кадров, образующих короткий фильм с визуализацией обтекания цилиндра плазмой [2].

С появлением доступа к графопостроителям и векторным дисплеям стали появляться и соответствующие приложения. Так к 1971 г. в ИПМ для машины SDS-910 был разработан набор подпрограмм, позволяющих снимать кинофильмы [3], установлена камера для покадровой фиксации изображений, выводимых на экран дисплея. С помощью этой системы осуществлялась визуализация поведения шагающего робота [4], моделирование гравитационного взаимодействия галактик [5] и ряд других работ. Аналогичные работы проводились и в других организациях страны.

В конце 60-х годов в стране (как и в мире) началась разработка графических систем и пакетов общего назначения, в современной терминологии - графических программных интерфейсов пользователя (API) [610 и др.]. Позднее появился и ряд других систем [11-14]. Некоторые из них получили весьма широкое распространение. В частности, пакет Графор [15], в разработке которого принимал активное участие автор диссертации, успешно эксплуатировался в сотнях вычислительных центров, институтов и промышленных предприятий Советского Союза и стран Восточной Европы. Графор был реализован на большинстве доступных в то время в стране ЭВМ и операционных систем с выводом практически на все имеющиеся графопостроители и графические дисплеи.

В рамках Графора автором самостоятельно были разработаны и реализованы комплексы программ визуализации трехмерных поверхностей и объектов с частичным и полным удалением невидимых линий [15-17], программы Безье и В-сплайн аппроксимации. На рис. В.1 показаны примеры практических применений разработанных программных средств. Этап создания классической графической библиотеки на Фортране завершился в 1985 г. изданием монографии [15], которая подводила итог 15-летней работы.

Стандартизация графического программного обеспечения. Однако в отличие от многочисленных применений вычислительных машин в различных областях науки, техники и экономики, где использование машинно-независимых языков программирования позволило создать обширные библиотеки прикладных программ, практически каждое новое приложение графических систем требовало почти полного перепрограммирования. Графические системы оказывались несовместимыми друг с другом, так как в их основе, как правило, лежали различные подходы к использованию графических средств.

Рис. В. I. Примеры изображений, построенных с использованием пакета

ГРАФОР.

Поэтому в 70-е года прошлого века на первый план в машинной графике все в большей степени выдвигалась задача унификации графического программного обеспечения (ПО), то есть по существу проблема стандартизации. Целью стандартизации являлось предоставление возможности разработчикам графического программного обеспечения создавать переносимые между различными вычислительными системами программы, использующие графические средства. В нашей стране (в отечественной научной литературе) проблема стандартизации в компьютерной (машинной) графике была впервые обозначена автором совместно с Ю.М. Баяковским в докладе на конференции по машинной графике (Новосибирск, 1977 г.), впоследствии опубликованном в журнале «Автометрия» [18]. Эта тематика оказала значительное влияние на все последующее развитие компьютерной графики в стране в течение следующего десятилетия.

В этой работе отмечалось, что за последние годы были исследованы (как умозрительно, так и экспериментально) различные подходы к решению проблемы независимости программного обеспечения от особенностей конкретных устройств. Предпринимались попытки использовать машинную независимость универсальных языков программирования; Фортрана, Алгола, ПЛ-1. В частности, как вспоминает Ю.М. Банковский, в то время в нашей стране по инициативе А.Я. Куртукова обсуждались вопросы унификации базовых графических функций в графических пакетах и, прежде всего, их имен, 8 в том числе реализованных в различных языках программирования. Тем не менее расширения существующих языков программирования, в которые графические элементы включались бы в качестве новых операторов, функций и т.д., так и не получили широкого распространения.

Весьма плодотворным оказался принцип «перевернутой пирамиды» [19], в соответствии с которым в основу графических систем был положен ограниченный набор элементарных базовых функций (программ) достаточных для генерации любого изображения. Выходные данные в системах, построенных по такому принципу, являлись общим интерфейсом со всеми графическими устройствами.

Важным шагом в направлении унификации устройств графического ввода-вывода было введение У. Ньюменом [20] концепции программно моделируемых виртуальных графических устройств.

Значительное влияние на процесс унификации графического программного обеспечения оказала разработка системы графических протоколов для машинно-независимого представления графических данных [18, 21-23]. Сетевой графический протокол являлся по - существу стандартом по представлению и передаче в сети графической информации, а также по взаимодействию программных компонент, расположенных на различных (главной и удаленной) ЭВМ. Тем не менее главная задача сетевого графического протокола состояла не в обеспечении легкой переносимости прикладной программы, использующей графические средства, а в создании доступа к этой программе независимо от того, на какой конкретной ЭВМ она находится.

Однако наиболее значительными практическими результатами в направлении стандартизации графического ПО явилась разработка в США проекта унифицированной графической системы Core System [24] и создание аналогичного проекта в Европе GKS, который впоследствии получил статус международного стандарта ISO [25]. Обе эти системы представляли собой набор базовых функций (API) для программирования задач машинной графики.

Функциональные возможности этих систем позволяли получать на экране дисплея или другом регистрирующем носителе изображения графических объектов и поддерживали интерактивное взаимодействие пользователя с прикладной программой. С помощью систем Core и GKS обеспечивалась независимость прикладной программы от особенностей конкретных графических устройств. Использование этих систем значительно облегчало перенос прикладного программного обеспечения с одной системы программирования или ЭВМ на другую, а также переход от одного типа графических устройств к другому.

После публикации и широкого обсуждения этих систем появились их реализации в том числе и в нашей стране [26-30]. Автором также была построена опытная версия трехмерной универсальной графической системы [31-33], в процессе реализации которой были определены и исследованы основные факторы, влияющие на быстродействие канала графического вывода, разработаны и опробованы на практических задачах соответствующие алгоритмы и методы.

Кроме базовых графических систем Международной организацией стандартизации (ISO) разрабатывался также ряд других графических стандартов. Их обзор, а также сравнительное описание стандартов Core и GKS можно найти в [34].

Опыт, приобретенный в процессе реализации международных графических стандартов, оказался чрезвычайно полезным при разработке отечественных стандартов в этой области. При активном и непосредственном участии автора было разработано 6 государственных стандартов (ГОСТ) в области машинной графики [35-40] и ряд стандартов СЭВ [41, 42].

Однако в конце 80-х годов прошлого века бурное развитие технических средств привело отечественную компьютерную графику практически в тупик. Без наличия минимально необходимой техники (растровых дисплеев и цветных принтеров), для закупки которой были нужны остро дефицитные валютные средства, дальнейший прогресс в этой области стал практически невозможен.

Отечественная техника надлежащего качества также отсутствовала. Ю.М. Баяковский, руководитель работ по машинной графике в ИПМ в то время, высказывал мнение о прекращении работ в этой области, как не имеющих смысла в свете реального прогресса, достигнутого к тому времени в развитых странах Запада. И только открытие «железного занавеса» и получение доступа к современным компьютерным технологиям (несмотря на существенное сокращение государственной поддержки) позволили приступить к решению задач, которые к тому времени стояли перед компьютерной графикой.

Физически аккуратное моделирование распространения света. Одним из перспективных направлений развития компьютерной графики является синтез реалистичных изображений на базе физически аккуратного (т.е. основанного на физических законах оптики) моделирования распространения света в различных средах. Методы генерации фотореалистичных изображений и физически аккуратного расчета освещенности находят применение во многих областях человеческой деятельности, прежде всего в архитектурном проектировании, градостроительстве, ландшафтном дизайне, проектировании автомобилей и самолетов.

Предварительные расчеты освещения и визуальная оценка архитектурных и дизайнерских решений являются обязательными этапами процесса проектирования и строительства зданий, жилых и офисных помещений. При этом контролируется эстетичность интерьеров помещений и внешнего вида строений, рациональность, экономичность и соответствие стандартам систем освещения дневным и солнечным светом и т. д.

Методы компьютерного физически аккуратного моделирования применяются также для визуализации и оценки различных промышленных изделий до запуска их в производство. Так при производстве современных автомобильных красок намного дешевле и эффективнее задать состав и свойства краски в цифровом виде и оценить, как она будет выглядеть при различных условиях освещения на виртуальной модели автомобиля, чем произвести такую краску и покрасить ею реальный автомобиль. Это относится не только к автомобилям, но и к широкому спектру других изделий, таких как телефонные трубки, портативные компьютеры, различная бытовая техника и Др.

Еще одним ярким применением методов физически аккуратного синтеза изображений является их использование в индустрии развлечений - в производстве кинофильмов и компьютерных игр. Реалистичность и достоверность изображения играет здесь решающую роль и является одним из главных факторов успеха фильма или компьютерной игры. Практически все зрелищные фильмы последнего времени сняты с использованием компьютерных программ синтеза изображений.

На рис. В.2 показаны примеры практических приложений синтеза физически аккуратных изображений и расчетов освещенности.

Другим не менее важным классом актуальных задач, которые могут решаться методами физически аккуратного расчета распространения света, являются задачи компьютерного моделирования и проектирования осветительных систем оптико-электронных приборов и устройств. К таким устройствам относятся осветительные системы разного рода жидкокристаллических (ЖК) дисплеев, панелей приборов автомобилей, осветительные приборы автомобилей (фары, фонари заднего вида), светодиодные системы и т.п. (рис. В.З).

Рис.В.2. Примеры физически аккуратных изображений и расчетов освещенности (Изображения построены с помощью разработанного программного комплекса).

Новейшие технологии и материалы, применяемые при производстве таких систем, основываются на сложных физических эффектах. К таким эффектам относятся рассеивание света на стохастических микронеровностях (шероховатостях) поверхностей и на регулярных микрорельефах (десятки и сотни миллионов микро-призм заданной формы, размера и распределения) поверхностей, объемное рассеивание света на микрочастицах внутри материала, поляризационное рассеивание света в тонких пленках и другие подобные явления. Для проектирования оптических систем, как правило, применяются программные системы оптического моделирования, базирующиеся на законах лучевой оптики. Однако такие системы работают с макрообъектами геометрии, что делает невозможным учет «тонких» физических эффектов.

Рис. В.З. Примеры, иллюстрирующие возможности моделирования осветительных систем оптико-электронных приборов и устройств.

Цель работы. Вышеперечисленные задачи представляют собой широкий класс актуальных для науки и практики задач из разных предметных областей. Их объединяет то, что все они связаны с моделированием распространения света в различных оптических средах. Поэтому цель работы заключалась в разработке технологии физически аккуратного моделирования распространения света, которая бы позволяла физически корректным образом вычислять освещенности, строить изображения фотореалистичного качества, а также моделировать и рассчитывать сложные евето про водящие системы. В результате должны быть построены программные системы компьютерной графики для моделирования распространения света в различных оптических средах для задач синтеза фотореалистичных изображений, а также для моделирования оптических светопроводящих систем и устройств.

Научная новизна работы заключается в следующем. Разработана эффективная технология физически аккуратного моделирования распространения света, позволяющая на базе единого механизма и алгоритмической базы синтезировать фотореалистичные изображения, вычислять и анализировать освещенности, моделировать и проектировать сложные оптические системы и устройства. В основе этой технологии лежит двунаправленная трассировка лучей с использованием методов Монте-Карло.

Реализованы алгоритмические и программные средства для построения фотореалистичных изображений сцен, содержащих оптически сложные материалы, при различных условиях искусственного и естественного освещения. Реалистичность изображений обеспечивается использованием алгоритмов, основанных на физических законах распространения света, учетом особенностей зрительного восприятия человека, поддержкой фотоэффектов.

Предложены новые физически обоснованные алгоритмы использования изображений с большим (более 104) динамическим диапазоном яркостей в качестве источников естественного освещения и фона для виртуальных сцен, содержащих материалы со сложными оптическими свойствами (автомобильные многослойные краски, ткани и др.). Впервые реализована технология, позволяющая рассчитывать физически аккуратную освещенность виртуальной сцены на основе фотоснимков реального ландшафта. Разработаны алгоритмы распознавания солнца, генерации теней, задания фона. Предложен эффективный метод преобразования большого динамического диапазона яркостей в диапазон, реально отображаемый на экране монитора.

Разработана архитектура, технологические и программные решения для создания Интернет-приложений физически аккуратного моделирования освещенности и генерации реалистичных изображений. С целью достижения приемлемого времени отклика предложены, реализованы и экспериментально проверены различные методы ускорения расчетов освещения.

Разработаны принципы построения и архитектура системы физически аккуратной визуализации в режиме интерактивной 3D навигации сцен, содержащих оптически сложные материалы, естественное освещение, эффекты вторичной освещенности. Базовый уровень визуализации построен на основе OpenGL, в то время как для расчета вторичной освещенности используется метод квази- Монте-Карло. Таким образом, предлагаемое решение является компромиссом между высоким качеством изображений, созданных методами физически аккуратного моделирования освещенности, и быстрой генерацией изображений аппаратными средствами графических акселераторов.

Разработаны алгоритмические и программные средства моделирования сложных оптических систем и устройств. Предложен оригинальный подход выделения оптических элементов, позволяющий более эффективно и точно решать задачи проектирования светопроводящих систем, построенных на основе микроструктурных и объемных рассеивающих объектов. Предложены и разработаны универсальные программные интерфейсы, позволяющие осуществлять оптическое моделирование как в лучевом, так и в волновом приближениях.

Практическая значимость работы. На основе концепций, методов и алгоритмов, предложенных в диссертационной работе, был реализован ряд программных продуктов, которые широко используются в нашей стране и за рубежом. Среди них: программный комплекс для физически аккуратного расчета освещенности и построения фотореалистичных изображений сцен, содержащих оптически сложные материалы, при различных условиях искусственного и естественного освещения. Освещение может быть задано в том числе и изображениями с большим динамическим диапазоном;

- система для физически аккуратного моделирования освещенности и синтеза реалистичных изображений через Интернет;

- программный комплекс физически аккуратной визуализации в режиме 3D навигации сцен, содержащих оптически сложные материалы и естественное освещение, с учетом эффектов вторичного освещения;

- программный комплекс для моделирования и проектирования сложных оптических систем и устройств, включая системы, содержащие новейшие микроструктурные рассеивающие материалы, применяемые в современном проектировании оптических светопроводящих систем.

Каждый из созданных программных комплексов находится на уровне или превосходит по ряду ключевых показателей имеющиеся в мире аналоги.

Проведенные экспериментальные сравнения результатов физически аккуратных расчетов освещенности на реальных сценах, а также оптических характеристик, полученных путем моделирования оптических устройств, с результатами измерений аналогичных характеристик на реальных объектах и оптических устройствах продемонстрировали хорошую точность моделирования (выше чем у известных автору аналогов).

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на ряде профильных международных научных конференциях [43, 44, 45, 46, 47, 48, 49], на научной школе «Будущее прикладной математики» [50]. Результаты диссертации также докладывались на Научной сессии «Проблемы и методы компьютерной визуализации» Отделения информационных технологий и вычислительных систем РАН, на заседании Ученого совета ИПМ им. М.В.Келдыша РАН, на научном семинаре «Программирование» ИПМ им. М.В.Келдыша РАН под рук. проф. М.Р.Шура-Бура и проф. Д.А.Корягина.

Публикации. По результатам работы имеется 24 публикации, включая 10 статей в рецензируемых научных журналах (из них 9 из списка ВАК) [2, 5157, 59, 60], 7 докладов на международных научных конференциях [43- 49], 1 монография [15], 1 статья в сборнике [50] и 5 препринтов [61- 65].

Личный вклад. Все основные результаты, изложенные в диссертации, включая постановки задач и их алгоритмические решения, получены автором лично или выполнены под его научным руководством и при непосредственном участии. В работе приводятся ссылки на две кандидатские диссертации [66, 67] и одну дипломную работу [68], выполненные под научным руководством автора, а также кандидатскую диссертацию [69], в которой автор выступал в качестве научного консультанта.

Структура и содержание работы. Диссертация состоит из семи глав, заключения и списка литературы.

В первой главе кратко излагаются основы синтеза реалистичных изображений и моделирования освещенности, описывается цифровая модель исходных данных, которая используется предлагаемыми в работе алгоритмами. Излагаются применяемые модели освещения, а также способы задания светорассеивающих свойств поверхностей, включая оптически сложные.

Рассматривается задача глобальной освещенности и пути ее решения. Подчеркивается, что за основу физически аккуратного моделирования берутся законы лучевой оптики. Поэтому одним из главных методов решения этой задачи является трассировка лучей света с использованием метода Монте-Карло. Рассматривается технология применения этого метода для физически аккуратного моделирования освещенности и построения фотореалистичных изображений. Приводятся примеры использования разработанного программного комплекса для решения конкретных практических задач.

Вторая глава посвящена методу задания естественного дневного освещения, при котором источником света является изображение реальных сцен с большим динамическим диапазоном яркостей (БДДИ). Подчеркивается, что использование этого весьма перспективного и мощного метода значительно усложняется, если рассматриваются виртуальные сцены, содержащие материалы со сложными оптическими свойствами (ткани, автомобильные многослойные краски и др.).

В главе рассмотрены различные технологии создания БДДИ, предложены физически обоснованные алгоритмы расчета яркости точки, распознавания солнца, генерации теней, задания фона. Проведен и изложен анализ корректности существующих БДДИ, показаны их недостатки. Разработаны модификации алгоритмов, позволяющие скорректировать эти недостатки при моделировании освещенности на базе моделей неба, принятых Международной комиссией по освещенности. Приводятся примеры использования разработанных алгоритмов в системах компьютерной графики для генерации высокореалистичных изображений.

В третьей главе рассматриваются вопросы влияния специфики зрительного восприятия человека на процесс синтеза изображений. Рассмотрено несколько таких методов. Предложены эффективные алгоритмы приведения (сжатия) больших физических значений яркости к диапазону, приемлемому для отображения на реальных дисплеях и принтерах. Другим направлением повышения реалистичности результирующего изображения является воспроизведение некоторых особенностей зрительного восприятия человека, в частности, эффектов размытия (блуминга) и реснитчатой короны вокруг ярких источников света. Рассматривается также возможность моделирования эффектов фотографических изображения, таких как ореолы вокруг ярких источников света, дефокусировка (размывание) изображений, эффекты экспозиции.

В четвертой главе предлагается архитектура программного комплекса, реализующего физически аккуратное моделирование освещенности в интерактивном режиме через Интернет. Представлены реализованные алгоритмические и аппаратные средства ускорения расчета глобальной освещенности для достижения приемлемого времени отклика.

В пятой главе представлена система генерации реалистичных изображений в режиме интерактивной 3D навигации. Приведены принципы построения и архитектура системы. Рассмотрены подходы и алгоритмы для изображения сцен с естественным освещением, оптически сложными материалами и зеркальными поверхностями.

Шестая глава посвящена вопросам программного моделирования сложных оптических светопроводящих систем и устройств, таких как осветительные системы жидкокристаллических дисплеев, приборные панели современных автомобилей, светодиодные системы и др. Описываются разработанные средства анализа и визуализации результатов моделирования, а также механизмы описания и представления элементов моделируемых оптических систем.

Излагается предложенная концепция оптических элементов (ОЭ), позволяющая эффективно и точно решать задачи проектирования светопроводящих систем, построенных на основе микроструктурных и объемных рассеивающих объектов. Описываются универсальные программные интерфейсы, позволяющие осуществлять оптическое моделирование как в лучевом, так и в волновом приближениях.

Рассмотрен пример использования созданного программного комплекса для анализа результатов моделирования осветительных приборов автомобиля.

В седьмой главе рассмотрены основные типы оптических элементов, интегрированных в разработанный комплекс оптического моделирования. Это поверхностные ОЭ, ОЭ объемного рассеяния и ОЭ поляризованной функции рассеяния.

В заключении сформулированы основные результаты работы.

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Галактионов, Владимир Александрович

Основные результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Разработана эффективная технология физически аккуратного моделирования распространения света, построенная на основе двунаправленной трассировки лучей с использованием методов Монте-Карло. Технология позволяет, используя единый механизм и алгоритмическую базу, решать широкий класс задач компьютерной графики и оптики: синтезировать изображения фотореалистичного качества, вычислять и анализировать освещенности, моделировать и проектировать сложные оптические системы и устройства.

2. На основе созданной технологии разработаны алгоритмические и програмнные средства моделирования сложных оптических систем и устройств. Предложен оригинальный подход выделения оптических элементов, позволяющий более эффективно и точно решать задачи проектирования светопроводящих систем, построенных на основе микроструктурных и объемных рассеивающих объектов.

3. На основе созданной технологии и алгоритмов расчета распространения света реализованы программные комплексы синтеза фотореалистичных изображений и моделирования сложных оптических светопроводящих систем. Комплексы находят широкое применение в нашей стране и за рубежом.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Галактионов, Владимир Александрович, 2006 год

1. Sutherland 1.E. SKETCHPAD: A man-machine graphical communication system // Proc. SJCC, 1963, Baltimore, Spartan Books, p.329.

2. Банковский Ю.М., Галактионов B.A. О некоторых фундаментальных проблемах компьютерной (машинной) графики // "Информационные технологии и вычислительные системы", № 4, 2004, с. 3-24.

3. Вершубский В.Ю. Подпрограммы для работы с дисплеем и для съемки кинофильмов / Препринт ИПМ АН СССР, № 62, 1971.

4. Охоцимский Д.Е., Платонов А.К., Боровин Г.К., Карпов И.И., Павловский В.Е., Ярошевский B.C. Алгоритмы управления движением шагающего аппарата / Препринт ИПМ АН СССР, № 63, 1972.

5. Козлов Н.Н., Сюняев Р.А., Энеев Т.М. Приливное взаимодействие галактик // Доклады Академии Наук, т. 204, № 3, с. 579-582,1972.

6. Кавченко А.В., Карлов А.А., Смолякова Т.Ф. Программное обеспечение дисплея со световым карандашом на ЭВМ CDC-1604A / ОИЯИ, 11-6176, 1971.

7. Математическое обеспечение графопостроителей (1 уровень): Инструкция по программированию / под ред. АЛ.Куртукова / Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1971.

8. Баяковский Ю.М., Михайлова Т.Н., Мишакова С.Т. ГРАФОР: Комплекс графических программ на ФОРТРАНе. Вып. 1. Основные элементы и графики / Препринт ИПМ АН СССР, №41,1972.

9. Woodsford Р.А. The design and implementation of the GINO 3D graphics software package // SOFTWARE: Practice and Experience, 1971, v.l, N 4, p.335-365.

10. Caruthers L.C., van den Bos J., van Dam A. GPGS a device independent general purpose graphics system for stand-alone and satellite graphics // Computer Graphics, 1975, v.l 1, N 2, p.l 12-119.

11. Педанов И.Е., Голиков К.М. ГЕОМАЛ язык для описания геометрических объектов и его применение // В кн.: Развитие программного обеспечения БЭСМ-6. М., 1975, с.31-35.

12. Каминский Л.Г. и др. Графический пакет АТОМ. Структура и основные принципы / Препринт ИФВЭ, Серпухов, №81-156,1981.

13. Кобелев В.В. Машинная графика для системы БЭСМ-АЛГОЛ // М.: Наука, 1978.

14. Бобков В.А., Белов С.Б. ДИСГРАФ: пакет графических программ / Препринт ИАПУ ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1978.

15. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А., Михайлова Т.Н. Графор. Графическое расширение фортрана // М.: Наука, 1985.

16. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А. ГРАФОР: комплекс графических программ на Фортране. Построение проекций трехмерных объектов с удалением невидимых линий / Препринт ИПМ АН СССР, №69, 1981.

17. Ю.М.Баяковский, В.А.Галактионов Графические протоколы // «Автометрия», 1978, № 5, с.3-12.

18. Bergeron R.D. Picture primitives in device independent graphics systems. Computer Graphics, 1976, v. 10, N 1, p.57-60.

19. Newman W.M. A system for interactive graphical programming // Proc. AFIPS 1968 SJCC, v.32. AFIPS Press, Montvale,N.J., 1968, p.47-54.

20. Sproull R.F., Thomas E.L. A network graphics protocol. Computer Graphics, 1974, v.8, N. 3, p.27-51.

21. Дебелов В.А. Диалоговый графический канал. // В сб.: Машинная графика и ее применение. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1979, с.66-90.

22. Бобков В.А., Белов С.Б. Сетевой графический протокол. Препринт ИАПУ ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1980, № 23.

23. Status report of the Graphics Standards Planning Committee of ACM/SIGGRAPH // Computer Graphics, v. 13, no. 3,1979. 179 p.

24. Information processing Graphical Kernel System (GKS) - Functional description / ISO/DIS 7942.1983-12-23. - 276p.

25. Kellner R.G., e.a. An implementation of the ACM/SIGGRAPH proposed graphics standard in a multisystem environment // Computer Graphics, 1978, v. 12, no,3, pp.308-312.

26. Warner j., e.a. DIGRAPH a Fortran implementation of the GSPC standard // Computer Graphics, 1978, v. 12, no. 3, pp.301-307.

27. Бобков B.A., Белов С.Б. Универсальная графическая система для сети ЭВМ. Средства вывода / Препринт ИАПУ ДВНЦ АН СССР, Владивосток, 1979.

28. Манако В.В. Стандартный графический пакет ГРАС. Проектирование. Базис вывода. // УСиМ, 1981, № 3, с. 48-54.

29. Михайлова Т.Н., Рыжова И.Г. Базовая графическая система МИНИ-ГКС / Препринт ИПМ им. М.В.Келдыша АН СССР, 1986, № 160. 27р.

30. В.А.Галактионов Генерация изображения в базисной графической системе / Препринт ИПМ АН СССР, № 123, 1980. 27 с.

31. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А. Реализация видовой операции и задача отсечения в базисной графической системе / Препринт ИПМ АН СССР, №155,1980.-26 с.

32. В.А.Галактионов Об унификации вывода трехмерной графической информации // «Проблемы машинной графики», труды всесоюзной конференции, Новосибирск, ВЦ СО АН СССР, 1982.

33. Ю.М.Баяковский, В.А.Галактионов, Б.В.Кудин Графические стандарты. Препринт ИПМ АН СССР, 1984, №155,36с.

34. Системы обработки информации. Машинная графика. Термины и определения // ГОСТ 27459-87,32 с.

35. Системы обработки информации. Машинная графика. Функциональное описание ядра графической системы // ГОСТ 27817-88, 287 с.

36. Системы обработки информации. Машинная графика. Связь ядра графической системы с языком программирования ПАСКАЛЬ // ГОСТ 2857190.

37. Системы обработки информации. Машинная графика. Связь ядра графической системы с языком программирования ФОРТРАН // ГОСТ 2878490.

38. Системы обработки информации. Машинная графика. Метафайл для хранения и передачи информации об описании изображения. // ГОСТ 34.701.192.

39. Системы обработки информации. Машинная графика. Связь языка графической системы с языком программирования Ада // ГОСТ Р 34.1702.3-92.

40. Системы обработки информации. Машинная графика. Термины и определения. // Стандарт СЭВ 5112-86.

41. Системы обработки информации. Машинная графика. Функциональное описание ядра графической системы (ЯГС) // Стандарт СЭВ 6177-88.

42. Ignatenko A., Barladian В., Dmitriev K., Ershov S., Galaktionov

43. V., Valiev I., Voloboy A. A Real-Time 3D Rendering System with BRDF Materials and Natural Lighting // Proc. 14th International Conference on Computer Graphics and Vision GraphiCon-2004, Russia, Moscow, Sept. 6-10,2004, p. 159-162.223

44. Баяковский Ю.М., Галактионов В.А. Современные проблемы компьютерной (машинной) графики / Сб. "Будущее прикладной математики". -М.: Едиториал УРСС, 2005, с. 445-473.

45. Барладян Б.Х., Волобой А.Г., Галактионов В.А., Копылов Э.А. Эффективный оператор сжатия динамического диапазона яркостей // "Программирование", № 5, 2004, с. 35-42.

46. Васильев В.Р., Волобой А.Г., Вьюкова Н.И., Галактионов В.А. Контекстная визуализация пространственных данных // "Информа-ционные технологии и вычислительные системы", № 4,2004, с. 25-34.

47. Волобой А.Г., Галактионов В.А., Дмитриев К.А., Копылов Э.А. Двунаправленная трассировка лучей для интегрирования освещенности методом квази- Монте Карло // "Программирование", № 5, 2004, с. 25-34.

48. Барладян Б.Х., Волобой А.Г., Вьюкова Н.И., Галактионов В.А., Дерябин Н.Б. Моделирование освещенности и синтез фотореалистичных изображений с использованием Интернет технологий // "Программирование", №5, 2005, с.66-80.

49. Волобой А.Г., Галактионов В.А. Машинная графика в задачах автоматизированного проектирования // "Информационные технологии в проектировании и производстве", № 1,2006, с. 64-73.

50. А.Г.Волобой, В.А.Галактионов, Д.Д.Жданов Технология оптических элементов в компьютерном моделировании оптико-электронных приборов // "Информационные технологии в проектировании и производстве", № 3,2006, с. 46-56.

51. Волобой А.Г., Галактионов В.А., Копылов Э.А., Шапиро JI.3. Моделирование естественного дневного освещения, задаваемого изображением с большим динамическим диапазоном // "Программирование", № 5, 2006, с.62-80.

52. Волобой А.Г., Галактионов В.А., Ершов С.В., Летунов А.А., Потемин И.С. Аппаратно-программный комплекс для измерения светорассеивающих свойств поверхностей // "Информационные технологии и вычислительные системы", № 4, 2006.

53. Галактионов В.А., Барладян Б.Х., Зуева Е.Ю., Кугушев Е.И. Параметрические модели трехмерных объектов и их использование для реконструкции сцен // Открытые системы, №5, 1995, с.13-16.

54. B.Kh.Barladyan, E.Yu.Zueva, V.A.Galaktionov, A.Yu.Kargashin, E.I.Kugushev, E.L.Starostin Computer Modeling of Real Scenes and Objects Based on Their Photographs // Pattern Recognition and Image Analysis, Vol.8, No.2,1998, pp. 162-163.

55. Барладян Б.Х., Волобой А.Г., Вьюкова Н.И., Галактионов В.А., Дерябин Н.Б. Моделирование освещенности и синтез фотореалистичных изображений с использованием Интернет технологий / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 57,2004.

56. Васильев В.Р., Волобой А.Г., Вьюкова Н.И., Галактионов В.А. Контекстная визуализация пространственных данных / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 56,2004.

57. Волобой А.Г., Галактионов В.А. Машинная графика в задачах автоматизированного проектирования / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № Ю4,2005,24 с.

58. Волобой А.Г., Галактионов В.А., Копылов Э.А., Шапиро JI.3. Моделирование естественного дневного освещения, задаваемого изображением с большим динамическим диапазоном / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 111,2005,35 с.

59. Волобой А.Г., Вьюкова Н.И., Галактионов В.А., Ершов С.В., Летунов А.А., Потемин И.С. Аппаратно-программный комплекс для измерения светорассеивающих свойств поверхностей / Препринт ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, № 108,2005.-31 с.

60. Hall, R. Illumination and Color in Computer Generated Imagery // New York: Springer-Verlag, 1989.

61. Greenberg, D.P., K.E.Torrance, P.S. Shirley, et al. A framework for realistic image synthesis // In: Proceedings of SIGGRAPH'97, Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, 1997, pp.477-494.

62. Khodulev A.B., Kopylov E.A., Zdanov D.D. Requirements to the Scene Data Base // The 8-th International Conference on Computer Graphics and Visualization Graphicon'1998, Moscow, 1998, pp. 189-195.

63. Valiev I.V. 3D Reconstruction of Architectural Objects from Photos // Proc. 9th International Conference on Computer Graphics and Vision, Moscow, August 26 September 1,1999, p. 171-173.I

64. Andrew S. Glassner Principles of Digital Images Synthesis // Morgan Kaufman, 1995, vol. 1 and 2.

65. A.Ryer Light measurement handbook / International Light. Inc., 1998. ISBN 0-9658356-9-3.

66. The Illuminating Engineering Society of North America:http://www.iesna.org

67. Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений (ВНИИОФИ): http://www.vniiofi.ru/

68. Spatial distribution of daylight CIE standard general sky. CIE DS011.2/E:2002 Draft Standard. Official version / CIE TC 3-15. CIE Central Bureau, Vienna, Austria.

69. Debevec, P. E., Malik, J. Recovering high dynamic range radiance maps from photographs // SIGGRAPH 97 Conference Proceedings, AddisonWesley, Annual Conference Series, ACM SIGGRAPH, 1997, pp. 369-378.

70. E.Reinhard, G.Ward, S.Pattaniak, P.Debevec High Dynamic Range Imaging : Acquisition, Display, and Image-Based Lighting // Elsevier and Morgan Kaufmann, 2006.

71. J. T. Kajiya. The rendering equation // Computer Graphics (SIGGRAPH '86 Proceedings), 1986, vol. 20, pp. 143-150.

72. Khodulev A., Kopylov E. Physically accurate lighting simulation in computer graphics software // Proceeding of GraphiCon'96 The 6-th International conference on Computer Graphics and Visualization, St. Petersburg, Vol. 2, 1996, pp. 111-119.

73. Goral C.M., Torrance K.E., Greenberg D.P., Battaile B. Modelling the interaction of light between diffuse surfaces // ACM Computer Graphics (SIGGRAPH '84), Vol. 18, № 3,1984, pp. 213-222.

74. Cohen M.F., Greenberg D.P., Immel D.S., Brock PJ. An efficient radiosity approach for realistic image synthesis // IEEE Computer Graphics and Applications, Vol. 6, № 2,1986.

75. Whitted T. An Improved Illumination Model for Shaded Display // Communication of ACM, Vol. 23, № 6, June 1980, pp. 343-349.

76. M.Pharr, G.Humphreys Physically Based Rendering. From theory to implementation // Morgan Kaufmann, 2004.

77. Debelov V.A., Sevastyanov I.M. Light Meshes Original Approach to Produce Soft Shadows in Ray Tracing // Lecture Notes in Computer Science. -Springer-Verlag. - 2002. - Vol. 2330, pp. 13-21.

78. Glassner Andrew S. Space Subdivision for Fast Ray Tracing // IEEE Computer Graphics and Applications, Vol. 4, № 10, October 1984, pp. 15-22.

79. A. Watt, M.Watt Advanced Animation and Rendering Techniques. Theory and Practice // Addison Wesley, 1993, 455p.

80. Ward G. Real Pixels // Graphics Gems II. J. Arvo, ed., 1991, pp.80-83.

81. Dicarlo J., Wandell B. Rendering high dynamic range images // Proceedings of the SPIE: Image Sensors 3965, 2000, pp. 392-401.

82. Aggarwal M., Ahuja N. High dynamic range panoramic imaging // Proceedings of IEEE International Conference on Computer Vision, vol. 1, 2001, pp. 2-9.

83. Schechner Y.Y., Nayar, S.K. Generalized mosaicing // Proceedings of IEEE International Conference on Computer Vision, vol. 1, 2001, pp. 17-24.

84. Debevec P. Image-Based Lighting / Siggraph 2002 Tutorial, pp. 26-34.

85. Jim Foley Getting There: The Ten Top Problems Left // IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 20, no 1, 2000, pp. 66-68.

86. Hyperfocal Design community: http://www.hyperfocaldesign.com

87. Greene N. Environment Mapping and Other Applications of World Projections // IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 6, No. 11, 1986, pp. 21-29.

88. HDRshop. http://www.hdrshop.com

89. SpheronVR AG. http://www.spheron.com

90. Dosch Design GmbH, http://www.doschdesign.com

91. LightWave 3D. http://www.newtek.com/lightwave/http ://www.hyperfocaldesign.com/tutorials/hdri-lightwave-tutorial .html

92. IESNA Lighting Handbook by Mark S. Rea. Reference & Application. 8th ed., New York, 1993.

93. Kolchin K.V., Khodulev A.B. Device-Independent Rendering in Display Color Space// Proc. 8th International Conference on Computer Graphics and Visualization, Moscow, September 7-11,1998, p. 162-163.

94. PEARL's color fidelity / Technical report. Integra Inc., 2000.

95. Colortron II spectrophotometer: http://www.xrite.com/discontinuedproducts.aspx?ID=147

96. Hood D., Finkelstein М. Sensitivity to light. Handbook of Perception and Human Performance. 1(5), 1986, pp. 1-66.

97. Durand, F. and Dorsey, J. Fast Bilateral Filtering for the Display of High-Dynamic-Range Images // ACM Transactions on Graphics, 21(3), July 2002 (Proceedings of SIGGRAPH 2002).

98. Fattall, R. Lischinski, D. and Werman, M. 2002 Gradient Domain High Dynamic Range Compression // ACM Transactions on Graphics, 21(3), July 2002 (Proceedings of SIGGRAPH 2002).

99. Ferwerda, J. 1998. Fundamentals of spatial vision / In: Applications of visual perception in computer graphics. Siggraph '98 Course Notes.

100. Reinhard, E., Stark, M., Shirley, P., and Ferwerda, J. Photographic Tone Reproduction for Digital Images // ACM Transactions on Graphics, 21(3), July 2002 (Proceedings of SIGGRAPH 2002).

101. Reinhard, E., Parameter estimation for photographic tone reproduction // Journal of graphics tools, 7(1), 2002, pp. 45-52.

102. Kang,S.B., Uyttendaele, M., Winder, S., Szeliski, R. High Dynamic Range Video // Proceedings of SIGGRAPH 2003.

103. Tumblin J., Turk G. LCIS: A boundary hierarchy for detail-preserving contrast reduction // SIGGRAPH'1999, Proceedings, Addison Wesley Longman, Annual Conference Series, 1999, pp. 83-90.

104. Tumblin J., Hodgins J. K., Guenter В. K. Two methods for display of high contrast images // ACM Transactions on Graphics, Vol. 18, № 1, 1999, pp. 5694.

105. Stevens S.S., Stevens J.C. Brightness function: parametric effects of adaptation and contrast // Journal of the Optical Society of America, Vol. 50, № 11, 1960.

106. Tumblin J., Rushmeier H. Tone reproduction for computer generated images // IEEE Computer Graphics and Applications, Vol. 13, № 6,1993, pp. 42-48.

107. Ward Larson G., Rushmeier H., Piatko C. A visibility matching tone reproduction operator for high dynamic range scenes // IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, Vol. 3, № 4,1997, pp. 291-306.

108. Vos, J. Disability glare a state of the art report // CIE Journal, vol.3, no.2, 1984, pp.3 9-53.

109. G.Spencer, P.Shirley, K.Zimmerman, D.Greenberg Physically-Based Glare Effects for Digital Images // SIGGRAPH'95 Conference Proc., August 6-11, 1995, p. 325-334.

110. Hemenger, R.P. Sources of intraocular light scatter from inversion of an empirical glare function // Applied Optics, vol.31, no.19,1992, pp.3687-3693.

111. P.Rokita Model for Rendering High Intensity Lights//Computers & Graphics, vol. 15, no. 4, July 1993, p. 431-437.

112. Moffat, A. F. J. A Theoretical Investigation of Focal Stellar Images in the Photographic Emulsion and Application to Photographic Photometry // Astronomy and Astrophysics, Vol. 3, 1969, p. 455.

113. Д.Абросимов, В.Зеленогорский, М.Крюков Численное моделирование изображения водной поверхности // Труды 9-й междунар. конф. по компьютерной графике и машинному зрению ТРАФИКОН-99", Москва, 26 августа 1 сентября 1999, с.255-260.

114. Radiance Synthetic Imaging System. http://radsite.lbl.gov/radiance/HOME.html

115. Бокс Дональд, Сущность технологии СОМ. Библиотека программиста// СПб. "Питер", 2001.131. http://www.apple.com/quicktime/

116. Баяковский Ю.М., Игнатенко А.В., Фролов А.И. Графическая библиотека OpenGL / Учебно-методическое пособие, факультет ВМК, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, 2003.

117. Fujimoto Akira, Takayuki Tanaka, and Kansei Iwata,

118. ARTS: Accelerated Ray-Tracing System // IEEE Computer Graphics and Application, vol. 6, no. 4, April 1986, pp. 16-26.134. http://www.zumtobel.com

119. Green S.A., Paddon D.J. Exploiting coherence for multiprocessor ray tracing // IEEE Computer Graphics and Applications, vol. 9, № 6,1989, pp. 12-26.

120. S.A. Green and D.J. Paddon. A highly flexible multiprocessor solution for ray tracing // The Visual Computer, vol. 6, no.2,1990, pp. 62-73.

121. Notkin I., Gotsman C. Parallel progressive raytracing // Computer Graphics Forum, vol. 16, № 1,1997, pp. 43-56.

122. Боресков А.В. Графика трехмерной компьютерной игры на основе OpenGL // Изд. «Диалог-МИФИ», Москва, 2004.

123. Гайдуков С.A. OpenGL. Профессиональное программиро-вание трехмерной графики на С++ // Изд. «БХВ-Петербург», СПб., 2004.

124. Cortona VRML Client, http://www.parallelgraphics.com

125. Blaxxun: technology and content solutions for 3D Web visualization, collaboration and community applications: http://www.blaxxun.com

126. Opus Realizer. http://www.opticore.com

127. Outline 3D. http://www.outline3d.com

128. The OpenRT Real-Time Ray-Tracing Project: http://www.openrt.de

129. Wald Ingo, Benthin Carsten, Wagner Markus, Slusallek Philipp. Interactive Rendering with Coherent Ray-Tracing // Computer Graphics Forum (Proceedings of the EUROGRAPHICS' 2001), vol. 20, № 3,2001, pp. 153-164.233

130. Damez С., Dmitriev К., Myszkowski К. Global Illumination for Interactive Applications and High-Quality Animations // Eurographics' 2002 (http://www.integra.jp/eng/papers/globalillumination.pdf)

131. The OpenRT Real-Time Ray-Tracing Project: http://www.openrt.de

132. OpenGL The Industry's Foundation for High Performance Graphics: http://www.opengl.org

133. Фоли Дж., Вэн Дэм А. Основы интерактивной машинной графики. Том 2.-М.: Мир, 1985.

134. Web3D Consortium Open Standards for Real-Time 3D Communication, http://www.web3d.org

135. OpenGL Optimizer: http://www.sgi.com/soflware/optimizer

136. The Java 3D Community Site: http://www.j3d.org

137. Woo Andrew, Poulin Pierre, Fournie Alain. A Survey of Shadow Algorithms // IEEE Computer Graphics & Applications, 1990.

138. Cabral В., Olano M., Nemec P. Reflection Space Image Based Rendering//SIGGRAPH'99 Proceedings, 1999, pp. 165-170.

139. Kopylov E. A., Dmitriev K.A. Light propagation visualization as a tool for 3D scene analysis in lighting design // Computers & Graphics, vol. 24, no. 1, 2000, p.31-39.

140. Integra Specter: Light Emitting Diode (LED) Design: http://www.integra.jp/eng/products/specter/leddesign.htm

141. FLATLED OMRON: http://www.omron.co.jp

142. Ershov S.V., Zhdanov D.D. Efficient application of Optical Objects in light simulation software // Proc. 15th International Conference on Computer Graphics and Applications GraphiCon-2005, Russia, Novosibirsk, June 20-24, 2005, p. 284-288.

143. Breault Research Organization: http://www.breault.com/software/soflware-overview.php

144. Lambda Research Corporation: http://www.lambdares.com/products/tracepro/index.phtml

145. Optical Research Associates, http://www.opticalres.com/lt/ltproddsf.html

146. OPTIS, http://www.optis-world.com/G0.asp?softid=l

147. A.Tagaya, Y.Koike Highly scattering optical transmission polymers for bright display / Macromol. Symp. 154 (2000), 73-82.

148. SPECTER Computer-Based Optical Modeling and Design System: http://www.integra.jp/eng/products/specter/index.htm

149. Optical Design Tools for Backlight Displays, LightTools, Optical Research Associates:http://www.opticalres.com/white%20papers/ToolsforBacklights.pdf169. 3D textures, SPEOS, OPTIS:http://ntdd2110.ftn.netbenefit.co.uk/WebData/3dtextures%20v2.pdf

150. К. Борен, Д. Хафман. Поглощение и рассеяние света малыми частицами // М.: Мир, 1986.

151. Edward R. Freniere, G. Groot Gregory, and Richard A. Hassler Polarization models for Monte Carlo ray tracing. Optical Design and Analysis Software // Proceedings of SPIE, Vol. 3780,1999.

152. Virtual Reality Design Lab. http://dolphin.upenn.edu/~pacshop/lab/lab.html

153. ATI Technologies Inc. http://www.ati.com176. http://www.jaguarcars.com/uk/vrcars177. http://www.cs.utah.edu/~shirley/irt/Sig06-Course-HW.pdf Слайд № 26.

154. INSPIRER Computer-Based Optical Modeling and Design System. http://www.integra.jp/eng/products/inspirer/index.htm