Дудник О. О. Методи та засоби підвищення реалістичності та продуктивності текстурування у системах комп’ютерної графіки

У дисертаційній роботі розвинуто теорію кінцевої візуалізації тривимірних графічних об’єктів, що дозволило підвищити продуктивність формування зображень та їх реалістичність у системах комп’ютерної графіки з використанням нових методів і засобів накладання текстур, їх фільтрації та імітації нерівностей. Запропоновано метод анізотропної фільтрації з використання вагових функцій на основі гаусівської моделі пікселя з урахуванням форми проекції пікселя в текстурній площині, що дає можливість підвищити точність визначення кольорів пікселів. Запропоновано нові формули визначення об’єму відсікання тіла обертання кривої Гаусса для використання у процесі виконання анізотропної фільтрації текстур із субтекселною точністю, що дає можливість підвищити реалістичність. Вперше запропоновано використання спеціальних текстурних карт для визначення вагових коефіцієнтів текселів при виконанні анізотропної фільтрації текстур замість обчислення їх в реальному часі, для підвищення продуктивності. Запропоновано модифікацію методу Хекберта, в якій використано ітераційні формули для визначення координат текселів, що дозволило зменшити кількість арифметичних операцій при визначенні текстурних координат пікселя та, як наслідок підвищити продуктивність на 26%. Запропоновано нові ітераційні формули визначення параметрів рівняння еліпса при виконанні анізотропної фільтрації, що дозволило зменшити кількість арифметичних операцій та підвищити продуктивність на 18%. Вперше запропоновано метод текстурування, особливість якого полягає у виконанні процедурних операцій в об’єктному просторі та фільтрації в площині екрана, що не потребує виконання анізотропної фільтрації текстур, і як наслідок, дає можливість підвищити продуктивність 30%. Визначено причини похибок візуалізації при використанні технології parallax mapping у поєднанні з анізотропною фільтрацією текстур та запропоновано комбінований метод виконання рельєфного текстурування з використанням parallax mapping та анізотропної фільтрації, що дозволяє усунути артефакти, характерні для зображень, сформованих шляхом поєднання цих технологій. На основі запропонованих методів розроблено програмні компоненти та систему кінцевої візуалізації.