Special Effects Realistischeres Rendern einer Scene Special Effects

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Special Effects Realistischeres Rendern einer Scene

Special Effects Realistischeres Rendern einer Scene

Special Effects Heutige Themen: • Partikelsysteme • Motion Blur • Tiefenschärfe • Lens Flares

Special Effects Heutige Themen: • Partikelsysteme • Motion Blur • Tiefenschärfe • Lens Flares • Antialiasing

Partikelsysteme

Partikelsysteme

Partikelsysteme

Partikelsysteme

Partikelsysteme Einfachste Form: bestehend aus beliebig kleinen Punkte können Eigenschaften haben Gebilde sollen wachsen,

Partikelsysteme Einfachste Form: bestehend aus beliebig kleinen Punkte können Eigenschaften haben Gebilde sollen wachsen, schrumpfen, sich bewegen und Form verändern können

Partikelsysteme viele Partikel, kein individuelles Skript allgemeines Skript mit integriertem Verhalten Partikel ändern Position

Partikelsysteme viele Partikel, kein individuelles Skript allgemeines Skript mit integriertem Verhalten Partikel ändern Position auf Basis eines beliebigen Algorithmus

Partikelsysteme Bilderzeugung ist Prozess mit 5 Schritten: 1. Neue Partikel erzeugen und einbringen 2.

Partikelsysteme Bilderzeugung ist Prozess mit 5 Schritten: 1. Neue Partikel erzeugen und einbringen 2. Individuelle Eigenschaften zuweisen 3. Am Ende der Lebensdauer Partikel löschen 4. Aktuelle Partikel bewegen 5. Aktuelle Partikel rendern

Partikelsysteme Steuerung der Population z. B. in Abhängigkeit von der Zeit: N(t) = M(t)

Partikelsysteme Steuerung der Population z. B. in Abhängigkeit von der Zeit: N(t) = M(t) + rand(r) * V(t) Wobei: N: Anzahl M: Mittelwert V: Varianz Funktion muss nicht linear zeitabhängig sein Anzahl der Partikel kann auch von Bildschirmgröße des Objekts abhängen

Partikelsysteme Partikelscripting basiert auf: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Anfangsposition Anfangsgeschwindigkeit und Richtung

Partikelsysteme Partikelscripting basiert auf: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Anfangsposition Anfangsgeschwindigkeit und Richtung Anfangsgröße Anfängliche Transparenz Form Lebensdauer

Partikelsysteme Effekt mit Punkten eingeschränkt Erweiterung: kurze Linien Vertexfarben an Endpunkten besserer Effekt, kann

Partikelsysteme Effekt mit Punkten eingeschränkt Erweiterung: kurze Linien Vertexfarben an Endpunkten besserer Effekt, kann aber noch eingeschränkt sein

Partikelsysteme Lösung: Quadrate, parallel zum Bildschirm ausgerichtet Eigenschaften: Farbe, Normalenvektor, Textur mit Alpha-Kanal

Partikelsysteme Lösung: Quadrate, parallel zum Bildschirm ausgerichtet Eigenschaften: Farbe, Normalenvektor, Textur mit Alpha-Kanal

Motion Blur

Motion Blur

Motion Blur direkt modellieren und rendern mit Polygonen mit Alpha-Kanal pro Vertex mit Hilfe

Motion Blur direkt modellieren und rendern mit Polygonen mit Alpha-Kanal pro Vertex mit Hilfe von Accumulation Buffer modellieren

Accumulation Buffer Bilder werden vermischt Buffer hat RGBA – Werte dieselbe Auflösung, größere Bit-Tiefe

Accumulation Buffer Bilder werden vermischt Buffer hat RGBA – Werte dieselbe Auflösung, größere Bit-Tiefe Bilder von Color-Buffer in Accumulation Buffer Ergebnis zurück in Color-Buffer

Motion Blur Nutzung des Accumulation Buffer: Objekt zu unterschiedlichen Positionen bewegen, die während eines

Motion Blur Nutzung des Accumulation Buffer: Objekt zu unterschiedlichen Positionen bewegen, die während eines Frames angenommen werden diese Bilder in Accumulation Buffer rendern

Motion Blur Billigere Nutzung: immer acht Frames in Accumulation Buffer nur zwei mal rendern

Motion Blur Billigere Nutzung: immer acht Frames in Accumulation Buffer nur zwei mal rendern pro Frame

„richtiges“ Motion Blur „falsches“ Motion Blur

„richtiges“ Motion Blur „falsches“ Motion Blur

Ohne Depth of Field

Ohne Depth of Field

Mit Depth of Field

Mit Depth of Field

Tiefenschärfe auch hier: Accumulation Buffer Bilder mit leicht unterschiedlicher Blickrichtung aber gleichem Fokus werden

Tiefenschärfe auch hier: Accumulation Buffer Bilder mit leicht unterschiedlicher Blickrichtung aber gleichem Fokus werden gemittelt

„Echte“ Lens Flares

„Echte“ Lens Flares

Lens Flares Bestehen aus: ringförmige Bereiche hellen Lichts sternförmiges Gebilde (ciliary corona)

Lens Flares Bestehen aus: ringförmige Bereiche hellen Lichts sternförmiges Gebilde (ciliary corona)

Lens Flares Texturen für Komponenten auf Quadrat Textur hat Alpha-Kanal Quadrat bekommt Farbe zugeordnet

Lens Flares Texturen für Komponenten auf Quadrat Textur hat Alpha-Kanal Quadrat bekommt Farbe zugeordnet Quadrate werden vermischt, neue Farben entstehen Quadrate mit Texturen werden als screen-aligned Billboards behandelt

Screen-aligned Billboards orientieren der Polygone basierend auf view-direction Oberflächen-Normale soll Negation der view-direction sein

Screen-aligned Billboards orientieren der Polygone basierend auf view-direction Oberflächen-Normale soll Negation der view-direction sein rotieren des Billboards um Achse bis richtige Position erreicht Achse = vdir x n

Billboards

Billboards

Screen-aligned Billboards jedes Billboard startet mit Mittelpunkt am Ursprung alle auf gleiche Weise rotieren

Screen-aligned Billboards jedes Billboard startet mit Mittelpunkt am Ursprung alle auf gleiche Weise rotieren auf endgültige 3 -dimensionale Position verschieben

Aliasing und Antialiasing Kanten von Polygonen und Linien gezackt Kanten werden in Pixel-Gitter „gezwungen“

Aliasing und Antialiasing Kanten von Polygonen und Linien gezackt Kanten werden in Pixel-Gitter „gezwungen“ Behebung: Antialiasing Problemfelder: Polygonkanten, Linien, Texturen

Antialiasing Supersampling: mehrere Proben pro Pixel Farben aus Proben werden gemittelt

Antialiasing Supersampling: mehrere Proben pro Pixel Farben aus Proben werden gemittelt

Antialiasing 1. Supersampling-Methode: Scene in seperatem Buffer mit höherer Auflösung rendern Samples auf Bild

Antialiasing 1. Supersampling-Methode: Scene in seperatem Buffer mit höherer Auflösung rendern Samples auf Bild verteilen Benachbarte Samples mitteln und Pixel Farbwert zuordnen

Antialiasing 2. Supersampling-Methode: Accumulation Buffer nutzen mehrere Bilder mit unterschiedlicher Blickrichtung mitteln ein Bild

Antialiasing 2. Supersampling-Methode: Accumulation Buffer nutzen mehrere Bilder mit unterschiedlicher Blickrichtung mitteln ein Bild pro Sample

Antialiasing 3. Supersampling-Methode: Carpenters A-Buffer, Multisampling coverage mask für grid-Zelle wird angelegt mask, Schattierung

Antialiasing 3. Supersampling-Methode: Carpenters A-Buffer, Multisampling coverage mask für grid-Zelle wird angelegt mask, Schattierung der Zelle, z-Tiefe bilden Fragmente die verdeckt sind werden aussortiert Farbe der Zelle wird nach Sichtbarkeit berechnet

Antialiasing No Anti. Aliasing Ge. Force 3 2 x Anti. Aliasing Ge. Force 3

Antialiasing No Anti. Aliasing Ge. Force 3 2 x Anti. Aliasing Ge. Force 3 4 x Anti. Aliasing

Antialiasing Andere Methoden: Stochastic Sampling: Samples werden zufällig positioniert Kanten-Antialiasing: geeignete Kanten als verschwommene

Antialiasing Andere Methoden: Stochastic Sampling: Samples werden zufällig positioniert Kanten-Antialiasing: geeignete Kanten als verschwommene Linien zeichnen Full-Scene Antialiasing: Polygone sortieren und Antialiasing der Kanten on the fly durchführen

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