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【VR学まとめ】4.2.2 視覚レンダリングとモデル

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はじめに

この記事は一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018の17日目の記事です。

バーチャルリアリティ学の4章「バーチャル世界の構成手法」の内容をまとめていきます。
書籍の方も是非ご購入いただいた上でご利用ください。

4 バーチャル世界の構成手法

4.2 レンダリング

4.2.1 レンダリングのためのモデル

体験者の位置や姿勢、バーチャル世界の変化に応じてレンダリングする必要がある。

4.2.2 視覚レンダリングとモデル

以下の3つの処理からなる

(1) 投影処理

JPEG image-FCBB93589FF1-1.jpeg
引用元: バーチャルリアリティ学

  • 視点座標系に変換
  • 投影処理によりスクリーン上の座標を求める
    • 透視投影
      • z_sが0の時の(x_s, y_s)が当英語のスクリーン座標
      • z_sはZ値と呼ばれ、Zバッファ法などに使われる

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(2) 陰影消去

JPEG image-4C64173E7A83-1.jpeg
引用元: バーチャルリアリティ学

  • Zバッファ法
    • スクリーンと同じサイズ
    • 大きな値で初期化
    • Zバッファが書き込まれている数値より小さかったら描画しZバッファを更新する

(3) 輝度計算

  • シェーディング (shading)
    • 物体表面の材質や輝度
  • シャドウイング (shadowing)
    • 他の物体に落とす影
  • シェーディングの代表的なモデル
    • Iは物体表面の輝度
    • 右辺は環境光成分、拡散反射光成分、鏡面反射光成分

<img width="378" alt="スクリーンショット 2018-12-22 6.01.36.png" src="https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/55365/ac2bc16d-8084-8764-648c-3c1ec7fb1008.png">

  • シャドウイング計算
    • 計算点から光源が可視かどうかで判定
    • 一般に負荷が高い
    • 点光源や平行光源のような単純なものはZバッファを用いて高速計算可能
      • 光源位置に仮想と視点を配置しZバッファを生成しておく(シャドウマップ)
      • 各点の描画時にシャドウマップを参照する

JPEG image-4C64173E7A83-2.jpeg
引用元: バーチャルリアリティ学

まとめ

視覚レンダリングの基本的な流れを理解できました。

一人VR技術者認定試験 Advent Calendar 2018の18日目は【VR学まとめ】4.2.3 聴覚レンダリングとモデルです。

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