Otázky pro PA010/podzim 2011

 

Pozn.: Při formulaci odpovědi použijte v přiměřeném rozsahu obrázky, algoritmy v pseudokódu a vysvětlující text.

 

Rekonstrukce a vzorkování

 

·         Vysvětlete pojem (jev) „alias“. V jakých situacích vzniká, co je jeho příčinou a důsledkem?  Uveďte metody používané pro antialising včetně vysvětlení základního principu?

·         Co je rekonstrukční filtr? Jak ovlivňuje zobrazení vzorkovaného signálu?

·         Co je spektrum neperiodické funkce? Jak ovlivňuje pravidelné vzorkování spektrum výsledné, tj. vzorkované funkce? Jaké jsou podmínky pro úplnou rekonstrukci vzorkovaného signálu?

·         Konvoluce dvou funkcí, konvoluční teorém.

·         Jaký tvar má ideální nízkopásmový filtr ve frekvenční doméně? K čemu se používá? Jaký konvoluční filtr je jeho obrazem? Nakreslete a vysvětlete na příkladu vzorkovaného signálu s omezeným frekvenčním rozsahem.

·         Jaké vlastnosti by měl mít dobrý vzorkovací algoritmus? Uveďte příklady vzorkovacích algoritmů, jejich principy a vlastnosti.

·         Praktické vyhlazovací metody při vykreslování grafických primitiv v rastru.

·         Kanál alfa, alfa-míchání obrazů.

·         Vzorkování s adaptivním zjemňováním. Kritéria zjemňování, rekonstrukce výsledku.

 

Textury

 

·         Uveďte jednotlivé typy používaných textur. Co ovlivňuje textura v lokálním světelném modelu a lokální geometrii tělesa? Zapište jednoduchý světelný model a naznačte možnosti aplikace textury.

·         Jaký sled transformací se uplatní při nanášení 2D textury na povrch tělesa? Vysvětlete přímé a inverzní nanášení textur.

·         MIP-MAP metoda aplikace textury.

·         Vysvětlete postup při nanášení textury definované tabulkou a související problémy. Bilineární a bikubická interpolace textury. Filtrování textur při kontrakci.

·         Vysvětlete důvody a princip nanášení textur přes pomocné povrchy. Reflexní mapy, varianty.

·         Co jsou hrbolaté textury, jak jsou aplikovány? Určení modifikované normály pomocí diferencí.

 

Speciální modelování

 

·         Co jsou Barrovy deformace, jaký je výsledek jejich aplikace?

·         Volné deformace těles (Sederberg a Parry). Vysvětlete princip a účinek deformace. Postup výpočtu. Jaké lokální souřadnice a parametry používá? Spojitost v deformovaném tělese a změny objemu.

·         Rozšíření FFD na obecné bodové svazy. EFFD, princip výpočtu. Jaké lokální souřadnice a parametry používá?

·         Deformace pomocí CC dělených objemů. Princip výpočtu.

·         Na jakém principu je založena deformace tělesa "deCasteljau”? Jaké lokální souřadnice a parametry používá? Jak se spočte poloha bodu z odpovídajících obrazů tohoto bodu v lokálních deformačních systémech?

·         Co je deformace pomocí "drátů”? Jaké lokální souřadnice a parametry používá?

·         Deformace pomocí tažených povrchů. Jaké lokální souřadnice a parametry používá?

·         Implicitní povrchy, distanční povrchy a hladké napojování. 

 

Zobrazování objemových dat

 

·         Charakterizujte voxelová a buňková 3D data. Jakým způsobem zjistíte hodnotu v obecném prostorovém bodě objemových dat?

·         Vysvětlete a porovnejte trilineární, trikubickou a radiální aproximaci. Pro které typy prostorových dat se používají?

·         Vysvětlete zobrazování objemových dat pomocí tzv. neprůhledných, případně poloprůhledných kostek. Uveďte nedostatky a jejich možné odstranění.

·         Přímé vytvoření obrazu pomocí paprsku. Schémata průchodu paprsku scénou a stanovení zobrazované intenzity.

·         Vysvětlete metodu přímého zobrazování objemových dat (Levoy). Co je vstupem a výstupem algoritmu? Přípravná a sestavovací fáze.

·         Jaké jsou hlavní kroky algoritmu pro konstrukci izoplochy pomocí izočar? (Ekoule et.al). Co je vstupem a výstupem algoritmu? Řešení konkávních napojení. Větvení 1:M.

·         Na jakém principu pracuje algoritmus „pochodující kostky” (Lorensen)? Co je vstupem a výstupem algoritmu? Jak se spočítají souřadnice vrcholů trojúhelníků a normálové vektory? Nedostatky.

·         Zjednodušení trojúhelníkové sítě. Princip algoritmu s metrikou QEM.

·         Progresivní sítě. Princip a využití pro geomorfy.

 

Zobrazování terénu

 

·         Terén v pravidelné síti. Kritéria pro zjednodušení zobrazované sítě (Lindstrom, ROAM).

·         Geometry Clipmaps: princip algoritmu.

 

Globální osvětlování, zobrazovací rovnice

 

·         Princip zachování záře podél paprsku.

·         Obousměrná odrazová distribuční funkce, vysvětlení pomocí obrázku. Proč se nazývá "obousměrná”? Příklady BRDF pro ideální difusní a zrcadlové povrchy.

·         Co vyjadřuje rovnice VTIGRE (vacuum time invariant gray radiance equation)? Jaký je význam jednotlivých členů (materiál, prostorové uspořádání aj.).

·         Zobrazovací rovnice Kajiya (OVTIGRE). Porovnání s VTIGRE. Jaký je význam jednotlivých členů (materiál, prostorové uspořádání aj.).

·         Pomocí obrázků a operátorů šíření světla charakterizujte jednotlivé metody výpočtu osvětlení: RT, radiozita, obousměrné sledování cest, kombinaci radiozity a RT (dvoukroková metoda).

·         (NE Z jakých omezujících podmínek vychází řešení klasické radiozitní úlohy? )

·         (NE Zformulujte základní soustavu radiozitní úlohy a vysvětlete rozdíl mezi iteračním řešením soustavy pomocí sbírání a střílení energie. )

·         (NE Na jakém principu je založena progresivní radiační metoda? )

·         (NE Geometrická formulace konfiguračních faktorů, praktické metody výpočtu kf. Nusseltova analogie. Polokrychle, metoda jedné průmětny, vzorkování. )

 

Rastrové obrazy

 

·           Transformace řádky pixelů M:N. Zakreslete příklad a komentujte, jakým způsobem ovlivní transformace barvy (intenzity) pixelů ve výsledku.

·           Transformace s interpolací a filtrací. Princip MIP map, použití.

·           Otočení obrazu vícekrokovou metodou.

·           Deformace obrazu pomocí trojúhelníkové sítě. Princip výpočtu.

·           Deformace obrazu pomocí splajnové sítě. Princip výpočtu.

·           Deformace obrazu pomocí párových rysů. Princip výpočtu.

·           Míchání obrazů při metamorfóze.

 

Detekce kolizí těles

 

·         Formulujte základní přístupy k řešení kolizí (statická, pseudodynamická, dynamická). Hierarchické reprezentace BVH a SP.

·         Rozklad prostoru (čtyřstěny, voxely, BSP) a algoritmy kolize v děleném prostoru, obecný princip.

·         Konvexní obaly a hierarchie obalů (koule, AABB, k-DOP, OBB). Algoritmy kolize s hierarchií obalů, obecný princip.

 

Okluze

 

·         Techniky odstřelování. Přehled, použití, porovnání.

·         Portálový odstřel, nadhodnocené portály, princip a charakteristika metody.

·         Slučování okluzních objektů, odstřel pomocí okluzních map.

 

 

Výpočetní geometrie

 

·         Bentley-Ottmanův algoritmus hledání průsečíků úseček, princip, složitost.

·         Konvexní obaly. Definice, algoritmy konstrukce, složitost.

·         Triangulace. Naivní algoritmus. Metoda monotónních polygonů.

·         BSP stromy. Typy, konstrukce, využití v grafice.

·         Rozsahové vyhledávání. Formulace úlohy, využití K-D stromů.

·         Rozsahové stromy, princip, použití.

·         Intervalové stromy, princip, použití.

 

Nové pro rok 2011

 

Kompozice digitálních obrazů

 

·     Princip klíčování podle intenzity (luma), podle barvy (modré pozadí), rozdílové klíčování. Co je vstupem a výstupem jednotlivých metod.

·     Klíčování obrazu s obecným (přírodním) pozadím. Základní postup, vstupní data, co je výsledkem zpracování ?

 

 

=========================================================

NEBUDE ZKOUSENO

Urychlovací metody pro RT

 

·         Zformulujte základní úlohu RT, vysvětlete jednotlivé části výpočtu. Naznačte možnosti zrychlení (úspory) výpočtu.

·         Při nalezení průsečíku paprsku s povrchem tělesa nás zajímá celý soubor údajů. O které údaje se jedná, jaký je jejich význam a následné využití ?

·         Uveďte několik příkladů obalových těles a vysvětlete jejich použití. Vysvětlete použití hierarchie obalových těles v RT a její přínos. Jak lze charakterizovat efektivitu použití hierarchie obalů ?

·         Co je „prořezávání CSG stromu“ ? Jak lze tuto metodu aplikovat na obalová tělesa ?

·         Jaké výhody přináší při sledování paprsků dělení prostoru zobrazované scény ? Uveďte příklady, stručně charakterizujte jejich podstatu (okt.stromy, BSP stromy).

·         Vysvětlete princip „poštovních schránek“ při sledování paprsku. Uveďte příklad.

·         Princip zrychlení výpočtu stínovacích paprsků pomocí světelné krychle.

 

Specializované grafické architektury

 

·         Charakterizujte paralelní architektury s dělením objektového prostoru a dělením obrazového prostoru.

·         Jakého typu je a jak pracuje architektura Cohen&Demetrescu ? Jaká data zpracovává ? Zhodnoťte rozšiřitelnost.

·         Co je architektura "8x8", na jakém principu pracuje, jaká data zpracovává ? Zhodnoťte rozšiřitelnost.

·         Jak pracuje CSG architektura Kedem&Elis ? Jaká data zpracovává ? Zhodnoťte rozšiřitelnost.

·         Vysvětlete princip architektury SAGE.

·         Vysvětlete princip architektury PixelPlanes.

·         Porovnejte paralelní architektury "dělení obrazovky" a "kompozice obrazu", uveďte jejich výhody a nevýhody.

 

ONESUOKZ EDUBEN

=========================================================