KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING TIRSDAG 9. AUGUST 2005 KL LØSNINGSFORSLAG

Like dokumenter
EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING FREDAG 10. DESEMBER 2010 KL LØSNINGSFORSLAG

EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING TIRSDAG 18. DESEMBER 2007 KL LØSNINGSFORSLAG

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING MANDAG 15. AUGUST 2011 KL LØSNINGSFORSLAG

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING MANDAG 7. AUGUST 2006 KL LØSNINGSFORSLAG

EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING MANDAG 12. DESEMBER 2011 KL LØSNINGSFORSLAG

EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING TORSDAG 14. DESEMBER 2006 KL LØSNINGSFORSLAG

EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING LØRDAG 18. DESEMBER 2004 KL Løsningsforslag

EKSAMEN I EMNE TDT4230 VISUALISERING LØRDAG 10. DESEMBER 2005 KL

d. Utviklingssteg for å utforme animasjonssekvenser:

RF5100 Lineær algebra Leksjon 10

LØSNINGSFORSLAG. Universitetet i Agder Fakultet for Teknologi og realfag. Dato: 03. desember 2009 Varighet: Antall sider inkl.

EKSAMEN I FAG SIF8052 VISUALISERING MANDAG 21. MAI 2001 KL LØSNINGSFORSLAG

Universitetet i Agder Fakultet for teknologi og realfag LØSNINGSFORSLAG. Dato: 11. desember 2008 Varighet: Antall sider inkl.

Øving 3. Oppgave 1 (oppvarming med noen enkle oppgaver fra tidligere midtsemesterprøver)

Mandag qq 4πε 0 r 2 ˆr F = Elektrisk felt fra punktladning q (følger av definisjonen kraft pr ladningsenhet ): F dl

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til øving 9

TDT4195 Bildeteknikk

Løsningsforslag til øving 3

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

(1 + x 2 + y 2 ) 2 = 1 x2 + y 2. (1 + x 2 + y 2 ) 2, x 2y

EKSAMEN I EMNE TDT4195/SIF8043 BILDETEKNIKK ONSDAG 19. MAI 2004 KL

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Mandag 29. juli kl

Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling

Løsningsforslag til øving 4

Eksamen i Elementær Diskret Matematikk - (MA0301)

Kapittel 8. Varmestråling

EKSAMEN I FAG SIF 4014 FYSIKK 3 Onsdag 13. desember 2000 kl Bokmål. K. Rottmann: Matematisk formelsamling

ALGORITMER OG DATASTRUKTURER

UNIVERSITETET I OSLO

E K S A M E N S O P P G A V E

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

Eksamen i Geometrisk Modellering

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME I Mandag 5. desember 2005 kl

Eksamen i FO929A Matematikk Underveiseksamen Dato 9. desember 2008 Tidspunkt Antall oppgaver 6. Tillatte hjelpemidler Godkjent kalkulator

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1002 BØLGEFYSIKK Mandag 10. desember 2007 kl

1. En tynn stav med lengde L har uniform ladning λ per lengdeenhet. Hvor mye ladning dq er det på en liten lengde dx av staven?

Refraksjon. Heron of Alexandria (1. C): Snells lov (1621):

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1103, 2.mars 2010

TFY4106 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Test 1.

RF5100 Lineær algebra Leksjon 1

Computer Graphics with OpenGL

Tirsdag E = F q. q 4πε 0 r 2 ˆr E = E j = 1 4πε 0. 2 j. r 1. r n

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN I MATEMATIKK 3 (TMA4110)

Løsningsforslag til øving

TFY4115: Løsningsforslag til oppgaver gitt

Eksamensoppgave i MA0002 Brukerkurs i matematikk B - LØSNING

Løsningsforslag til øving 4: Coulombs lov. Elektrisk felt. Magnetfelt.

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFY 4102 FYSIKK

Midtsemesterprøve fredag 10. mars kl

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Onsdag 30. mai 2007 kl

ALGORITMER OG DATASTRUKTURER

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1002 og TFY4160 BØLGEFYSIKK Onsdag 20. desember 2006 kl

Oppgave 1 (25 %) - Flervalgsoppgaver

Fakultet for informasjonsteknologi, Kontinuasjonsløsning på TDT4155 Datamaskiner og operativsystemer

Løsningsforslag til øving 9

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

Eksamen iin115 og IN110, 15. mai 1997 Side 2 Oppgave 1 Trær 55 % Vi skal i denne oppgaven se på en form for søkestrukturer som er spesielt godt egnet

TMA4105 Matematikk 2 vår 2013

Geometri Mona Røsseland Nasjonalt senter for matematikk i Opplæringen Leder i LAMIS Lærebokforfatter, MULTI Geometri i skolen Geometri etter 4.

dg = ( g P0 u)ds = ( ) = 0

Matematikk og fysikk RF3100

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK ONSDAG 13. AUGUST 2008 KL

LØSNINGSFORSLAG, EKSAMEN I ALGORITMER OG DATASTRUKTURER (IT1105)

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Løsningsforslag til øving 10.

Eksamen iin115, 14. mai 1998 Side 2 Oppgave 1 15 % Du skal skrive en prosedyre lagalle som i en global character array S(1:n) genererer alle sekvenser

Eksamen i fag RELATIVISTISK KVANTEMEKANIKK Fredag 26. mai 2000 Tid: 09:00 14:00

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2013

Forelesningsnotater SIF8039/ Grafisk databehandling

MA0002 Brukerkurs i matematikk B Vår 2014

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

2D Transformasjoner (s. 51 i VTK boken) Translasjon. Del 2 Grafisk databehandling forts. Rotasjon. Skalering. y x = x + d x, y = y + d y.

UNIVERSITETET I OSLO

Matematikk 1 Første deleksamen. Løsningsforslag

TDT4105 IT Grunnkurs Høst 2014

Løsningsforslag til ukeoppgave 13

Løsningsforslag, eksamen MA1103 Flerdimensjonal analyse, vår 2009

UNIVERSITETET I OSLO

TDT4105 IT Grunnkurs Høst 2016

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

5.8 Iterative estimater på egenverdier

LØSNINGSANTYDNING. HØGSKOLEN I AGDER Fakultet for teknologi. DAT 200 Grafisk Databehandling. Ingen. Klasse(r): 2DTM, 2DT, 2 Siving, DT

UNIVERSITETET I OSLO

TDT4110 IT Grunnkurs Høst 2014

ALGORITMER OG DATASTRUKTURER

Løsningsforslag: Deloppgave om heuristiske søkemetoder, ALGKON 2003, kontinuasjonseksamen

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA

Interaksjon mellom farger, lys og materialer

Fysikkmotorer. Andreas Nakkerud. 9. mars Åpen Sone for Eksperimentell Informatikk

Onsdag og fredag

UNIVERSITETET I OSLO

Fasit Kontekesamen TFY4215/FY1006 Innføring i kvantefysikk 2015

Oppgaver MAT2500. Fredrik Meyer. 29. august 2014

TDT4105 IT Grunnkurs Høst 2014

TMA4105 Matematikk 2 Vår 2014

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

TFY4104 Fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Høsten Øving 11. Veiledning: november.

Transkript:

Side 1 av 8 NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Fakultet for fysikk, informatikk og matematikk Institutt for datateknikk og informasjonsvitenskap KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT430 VISUALISERING TIRSDAG 9. AUGUST 005 KL. 09.00 13.00 LØSNINGSFORSLAG OPPGAVE 1 Phongs refleksjonsmodell Phongs refleksjonsmodell: Si α Iλ = k ( ) ( ) λdiiλd li n + k λsiiλs hi n + kλaiiλa + kλaiλa i a+ bdi + cd (1) i a) Leddene som inngår: Leddet kλdiiλd( li n) modellerer diffus spredning. Leddet k sii s( hi n) α λ λ modellerer skinn (refleksjon) fra en flate som har en grad av blankhet. Leddet kλaiiλ aer bidraget til bakgrunnsbelysningen fra lyskilde i. Leddet kλaiλ a er den globale bakgrunnsbelysningen. 1 Faktoren modellerer avstanden til og utstrekningen av lyskilde i. d er a+ bdi + cdi avstanden til lyskilden. For en punktlyskilde er b = 0. Faktoren kan tilpasses en lyskilde med utstrekning ved å velge størrelsen av koeffisienten b. Hensikten med koeffisienten a er å hindre at faktoren blir for stor ved små avstander d.

Side av 8 Symbolene for øvrig har følgende betydning: I i λ I i.. S i k α indeks d indeks s indeks a n l i h i - lysstyrke - summerer over alle lyskildene - summerer for hver fargekomponent r, g og b - belysningskomponent fra lyskilde i - okklusjonsfaktor for lyskilde i (=1 synlig, =0 usynlig) - refleksjonskoeffisient - glanstall, stor verdi gir smal refleksjonslobe (opp mot speilende refleksjon), liten verdi gir bred refleksjonslobe (stor spredning) - diffus refleksjon - speilende refleksjon - bakgrunnsbelysning - flatenormal, enhetsvektor - enhetsvektor i retning lyskilde i - midt-i-mellomvektor, vektor i retning summen av vektoren i retning lyskilde i og vektoren i retning av projeksjonssenteret (øyet), enhetsvektor b) For en ideelt matt flate gjelder Lamberts cosinuslov. I φ I φ Loven uttrykker at lysstyrken I φ i en retning som danner vinkelen φ med flatenormalen er: I φ = I cos( φ) () Der I er lysstyrken loddrett på flaten. For et øye som betrakter flaten med areal da under vinkelen φ vil den tilsynelatende størrelsen av flaten være da cosφ : φ I φ I φ Luminansen (lysstyrke pr. flateenhet av den flaten en oppfatter med øyet) blir: Iφ I cosφ I Luminansen = = = konstant (3) tilsynelatende areal dacosφ da Dette betyr at flaten ser like lys ut uavhengig av betraktningsvinkelen.

Side 3 av 8 OPPGAVE Varianter av strålesporingsmodellen a) Ved topass strålesporing oppnår en å få tatt hensyn til at speilende flater reflekterer lyset fra lyskilder ut over omgivelsene. En oppnår også å få bildet av lyskilder ( caustics ) slik det blir etter at lyset har gått gjennom brytende transparente legemer (for eksempel linser). Metoden består i: Pass 1: Lyskildene skyter stråler mot speilende flater og mot transparente objekter Lyskart dannes på diffust spredende flater Pass : Normal strålesporing gjennomføres Legger til informasjonen fra lyskartet b) Distribuert strålesporing gir økt realisme ved: Ikke perfekte refleksjoner Ikke perfekt transmisjon egrenset dybdeskarphet evegelsesuskarphet Som tilleggsgevinst får en: Antialiasing Halvskygger

Side 4 av 8 Metoden er: Deler inn pikselen i 4x4 ruter Skyter en stråle på tilfeldig plass i hver rute Hver stråle merkes Merket avgjør: Hvor strålen går gjennom linsa Hvordan strålen passerer gjennom refleksjons- og transmisjonslobene Strålens merke avgjør tabelloppslaget for refleksjonslobene. Tilsvarende gjelder for transmisjonslobene og for linsa.

Side 5 av 8 OPPGAVE 3 Polygonmodeller a) Det sentrale i vingekantstrukturen er kantrepresentasjonen: n-ccw p p-cw hjørner: n (next) p (previous) n-polygonen p-polygonen n-cw n p-ccw Hjørnene som danner kantens ender gies navnene next (n) og previous (p). Polygonene som har kanten felles gies navnene n-polygoner og p-polygonen slik som vist på figuren (p-polygonet til høyre når en går fra n mot p og n-polygonen til høyre når en går fra p mot n). De tilstøtene kantene i hjørnene n og p og som også er kanter til n- og p- polygonene, navngies etter polygonen og rotasjonsretning (klokkeretning) som vist på figuren. Kanten har pekere til disse fire kantene, til de to hjørnene og til de to tilgrensende polygonene. Hvert hjørne har peker til en av kantene som ender i hjørnet. Hver polygon har peker til en av kantene som avgrenser polygonen. En komplett datastruktur for et objekt med hjørner, kanter og polygoner kan være: Objekt (volum): Identifikasjon Hode for dobbeltlenkede lister av: Polygoner Kanter Hjørner Kant: Identifikasjon Pekere til: To hjørner To polygoner Fire kanter Neste og foregående kant i objektets kantliste

Side 6 av 8 Hjørne: Identifikasjon Pekere: Første kant til hjørnet Neste og foregående hjørne i objektets hjørneliste Koordinater: Lokale koordinater Verdenskoordinater Projiserte koordinater Polygon: Identifikasjon Pekere til: Første kant til polygonen Neste og foregående polygon i objektets polygonliste Anvendelsesspesifikke polygonattributter - eksempelvis: Flatenormal Farge Refleksjonsegenskaper b) Vi ønsker en liste av alle kantene som har hjørnet felles. Mulig algoritme: 1. Initier listen med peker til kanten som hjørnet refererer direkte til.. Løkke: Hvis hjørnet er p-hjørnet til kanten: Ta p-cw som ny-kant Ellers Ta n-cw som ny-kant Hvis peker til ny-kant er lik peker til første kant i listen Ferdig med løkken Ellers Legg ny-kant til listen Ny-kant er stående kant Det er selvsagt også mulig å gå motsatt vei rundt ved å bruke ccw-kantene.

Side 7 av 8 OPPGAVE 4 Ikke-rasjonale -splines a) Etter nummereringskonvensjonen vi har brukt i emnet, får vi for uniforme kubiske - splines m- kurvesegmenter nummerert fra 3 til m: Segment Q 3 definert over kontrollpunktene P 0, P 1, P, P 3 Segment Q k definert over kontrollpunktene P k-3, P k-, P k-1, P k, 3 < k < m Segment Q m definert over kontrollpunktene P m-3, P m-, P m-1, P m b) En blandefunksjon er en vektfunksjon som er knyttet til et bestemt kontrollpunkt. Kontrollpunktet påvirker kurvesegmentet med en vekt som blandefunksjonen angir. Et kontrollpunkt vil påvirke et avgrenset antall kurvesegment. Hvert kurvesegment svarer til et intervall i parameteren û. landefunksjonen vil være forskjellig fra null bare for de parameterintervallene som svarer til de kurvesegmentene som påvirkes. Som eksempel viser ovenstående figur blandefunksjonen for en uniform kubisk -spline. landefunksjonen er forskjellig fra 0 for fire parameterintervall. Dette viser at kontrollpunktet har innflytelse på 4 sammenhengende kurvesegmenter. c) En knute er skjøten mellom kurvesegment og mellom parameterintervallene som svarer til de enkelte kurvesegmentene. Knuten angies med parameterverdi u k. I figuren (deloppgave b) er u i, u i+1, u i+, u i+3 og u i+4 knuter. For uniforme -splines er lengden av parameterintervallene uk+ 1 uk vanligvis lik 1. For ikke-uniforme -splines vil størrelsen på parameterintervallene variere. Vi kan ha sammenfallende knuter ( u + 1 u = 0 ). k k Knutevektoren er en ikke avtakende sammenhengende sekvens av knuteverdier. Enkle knuter har multiplisitet 1. Ellers er multiplisiteten antallet av knuter som faller sammen.

Side 8 av 8 d) For intervallet u ˆ u< u3 får vi: Vi bruker u = uˆ u ˆ ˆ = u 0 = u. Første orden: 0,1 1,1,1 3,1 4,1 ( u) = 0 ( u) = 0 ( u) = 1 ( u) = 0 ( u) = 0 Andre orden: uˆ u u uˆ u 0 (1 u) 0 ( u) = ( u) + ( u) = + = 0 0 0 0 0, 0,1 1,1 u1 u0 u u 1 û u u û u 0 (1 u) 1 ( u) = ( u) + ( u) = + = 1 u 0 1 1 3 1, 1,1,1 u u1 u3 u û u u û u 1 (1 u) 0 ( u) = ( u) + ( u) = + = u 1 0 4,,1 3,1 u3 u u4 u3 uˆ u u5 uˆ ( u 1) 0 (1 u) 0 ( u) = ( u) + 4,1( u) = + = 0 u u 0 0 3 3, 3,1 u4 u3 5 4 Tredje orden, søkte blandefunksjoner: û u u û u 0 (1 u) (1 u) ( u) = ( u) + ( u) = + = (1 u) 0 1 0 3 0,3 0, 1, u u0 u3 u1 û u u û u (1 u) (1 u) u ( u) = ( u) + ( u) = + = u(1 u) 1 1 1 4 1,3 1, i, u3 u1 u4 u û u u û u u (1 u) 0 ( u) = ( u) + ( û) = + = u 1 0 5,3, 3, u4 u u5 u3