Approximation of the distribution function of the reflectiveness of the surface by the third-degree polynom
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2023-46-2-37-43Keywords:
bidirectional reflectance distribution function, cubic polynomial, rendering, Blinn-Phong model, high productivityAbstract
In the article a bidirectional reflectance distribution function based on a polynomial of the third degree is developed. The main disadvantages of Schlick, Phong, Blinn reflectance models are analyzed. The approximation of Blinn-Phong model by a cubic polynomial is proposed to improve the productivity of three-dimensional image formation. Formulas for the coefficients of the approximation cubic polynomial are calculated. The disadvantages of using the proposed cubic polynomial for reproducing the glare’s attenuation zone are considered. A function for high-precision reproduction of this zone is proposed, formulas of its coefficients are calculated. A combined function, combining a cubic polynomial for reproducing the glare’s epicenter zone and a function for reproducing the attenuation zone, is proposed. The plot of the combined function is built. It is shown that the combined function reproduces the glare’s epicenter and attenuation zones with small relative and absolute errors. The developed reflectance model provides a highly-productive formation of three-dimensional scenes in computer graphics systems. The proposed distribution function of surface reflectivity can be used in computer graphics systems.
References
O. N. Romaniuk, "Classification of distribution functions of surface reflectivity", Scientific work of Donetsk National Technical University. Ser.: Informatics, cybernetics and computer technology, Vol. 9, pp. 145-151, 2008.
R. F. Lyon, “Phong Shading Reformulation for Hardware Renderer Simplification”, Apple Computer, Inc., CA, USA, # 43, 1993.
O. N. Romaniuk, О. V. Romaniuk, and R. Yu. Chekhmestruk. Computer Graphics. Tutorial. Vinnytsia: VNTU, 2022.
С. Schlick, “A Fast Alternative to Phong’s Specular Model”, in Graphics Gems IV. San Diego, CA, USA: Academic Press, 1994, pp. 385 – 387.
O. N. Romanyuk, and A. V. Chornyi, High-performance methods and tools for painting three-dimensional graphic objects. Vinnytsia, Ukraine: UNIVERSUM-Vinnytsia, 2006.
E. К. Zavalniuk, O. N. Romanyuk, S. V. Pavlov, R. P. Shevchuk, and T. I. Korobeinikova, “Development of a physically correct model of reflection of the second degree”, Optoelectronic Information-Power Technologies, Vol. 44, № 2, pp. 19 – 25, 2023.
O. N. Romaniuk, and A. V. Chornyi, «The New Approach for Specular Color Component Calculation», Optoelectronic Information-Power Technologies, pp. 85 – 92, 2004.
C. F. Chang, G. Bishop, and A. Lastra, “LDI Tree: A Hierarchical Representation for Image-Based Rendering”, in SIGGRAPH ’99 Proceedings, 1999, pp. 291 – 298.
J. D. Foley et al., Computer Graphics: Principles and Practice. USA: Addison-Wesley, 1996.
Olexander N. Romanyuk, Sergii V. Pavlov, and etc. "A function-based approach to real-time visualization using graphics processing units", Proc. SPIE 11581, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2020, 115810E (14 October 2020); https://doi.org/10.1117/12.2580212.
Leonid I. Timchenko, Natalia I. Kokriatskaia, Sergii V. Pavlov, and etc. "Q-processors for real-time image processing", Proc. SPIE 11581, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2020, 115810F (14 October 2020); https://doi.org/10.1117/12.2580230.
Downloads
-
PDF (Українська)
Downloads: 105
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
