Vizualizációs módszerek '12 - Laptörténet

Matty: /* Sugárvetés és sugárkövetés */

2012-06-17T12:20:21Z

‎Sugárvetés és sugárkövetés

Matty: /* Sztereoszkopikus megjelenítés */

2012-06-08T10:47:41Z

‎Sztereoszkopikus megjelenítés

Matty: /* Sztereoszkopikus megjelenítés */

2012-06-08T10:38:18Z

‎Sztereoszkopikus megjelenítés

Matty: /* Sugárvetés és sugárkövetés */

2012-06-08T10:20:37Z

‎Sugárvetés és sugárkövetés

Matty: /* Sugárvetés és sugárkövetés */

2012-06-08T10:11:58Z

‎Sugárvetés és sugárkövetés

Matty, 2012. június 8., 10:08-n

2012-06-08T10:08:25Z

Matty: /* Képalkotó módszerek */

2012-06-08T10:05:47Z

‎Képalkotó módszerek

Változtatások megtekintése

CzGabe: Új oldal, tartalma: „== Képalkotó módszerek == Ha 3D-s objektumokat szeretnénk megjeleníteni, valamennyire is kötődve a valóságos fényviszonyok reprodukálására, akkor alapvetően …”

2012-06-05T21:41:25Z

Új oldal, tartalma: „== Képalkotó módszerek == Ha 3D-s objektumokat szeretnénk megjeleníteni, valamennyire is kötődve a valóságos fényviszonyok reprodukálására, akkor alapvetően …”

Új lap

== Képalkotó módszerek ==
Ha 3D-s objektumokat szeretnénk megjeleníteni, valamennyire is kötődve a valóságos fényviszonyok reprodukálására, akkor alapvetően két fajta megközelítésből kell választanunk. Az egyik a fizikailag intuitív sugárkövetés alapú módszerek családja. Itt lényegében az intenzitást sugarak terjesztik az objektumok, így például a képernyőt reprezentáló kamera felületei között. A másik módszer, a raszterizáció eleve kihasználja, hogy a képet diszkrét pixelekből álló 2D-s rácson akarjuk előállítani és a problémát lényegében a felületek vetületeinek kitöltésére transzformálja.

=== Raszterizáció ===
Legyenek adottak a felületek, amelyeket le szeretnénk rajzolni a képernyőre. Ez nyilvánvalóan tartalmaz egy vetítést a 3D-s térből a 2D-s képfelületre. Ezt a lépést a raszterizáció a felületek (tipikusan poligonok) analitikus transzformációjával állítja elő. Poligonok esetén ez a csúcspontok levetítését jelenti. Ezek után két feladat van: előállítani pixelere diszkretizált képfelületen az alakzat körvonalát, majd kitölteni azt.

Négyzetrácsos képsík esetén mindkét feladat igen hatkékony algoritmusokkal valósítható meg. Az alakzat körvonalának előállítására a legegyszerűbb módszer a Bresemham-approximáció. Ez megadott két pont között sorban bejárja azokat a pixeleket, amelyeken a vonal áthalad. Az eljárás lényege, hogy a kindulási pontnak megfelelő pixelnél inicializál egy hiba változót, amit az egyenes meredekségének megfelelő értékkel növel. Amikor ez a hiba eléri azt a küszöböt, amikor az egyenes már a másik pixelhez van közelebb, akkor eggyel növeli az aktuális koordinátát és csökkenti a hibát. Az eljárás előnye, hogy lebegőpontos műveletek nélkül mnegvalósítható, olyan hatékonyan, hogy a belső ciklus léptetése csupűán néhány órajelet igényel.

Az alakzat körvonala után annak kitöltése úgy történhet, hogy meghatározzuk körvonal befoglaló téglalapját, és minden sorban a befoglaló széléről elindulva megnézzük, hogy mikor érünk el a körvonalhoz tartozó (előre megjelölt) pixelt. Ekkortól minden pixelt kitöltünk addig, amíg újra egy eleve már megjelölt pixelhez nem értünk.

A raszterizációs módszerek valóságot imitáló trükkjei ott jelennek meg, hogy milyen színértékeket rendelünk a kitöltés során a pixelekhez. Mivel poligonjaink vannak, ezek mindig háromszögekre bonthatóak (sőt, eleve így vannak tárolva). Minden a fényhatásokat jellemző paramétert a háromszögek csúcsaiban szokás eltárolni (a pozíción túl a felületi normális, adott pont beli szín, felületi textúra koordináta stb.), majd ezeket az értékeket interpolálni a háromszög felületén az aktuális kitöltési pontokra.

Igen egyszerű példaként, tekintsük a legegyszerűbb megvilágítást: ha egy háromszög a pontszerű fényforrás felé néz, akkor világosabb, ha elfele, akkor sötétebb. A legegyszerűbb esetben ezt a fényforrás irányának (l) és a felületi normálisnak (n) az irányával lehet elérni, Így az adott pixel intenzitás értéke a két normálvektor skalárisszorzata:

:<math>I = \mathrm{max}(0, \vec{n}\vec{l})</math>

ahol a skalárisszorzat negatív lenne, ott zérus lesz a megvilágítás és így az intenzitás is.

=== Sugárkövetés ===
A sugárkövetés a teljes megjelenítést a reprezentálni kívánt 3D-s rendszer koordinátarendszerében végzi, nem a képernyő terében, mint a raszterizáció. Bár a sugárkövető algoritmusoknak igen széles palettája van, a közös pont az, hogy valamilyen sugarakat használnak a fényesség transzportjának leírására a felületek és testek között. Az alábbiakban a legegyszerűbb és legintuitívabb eljárást ismertetjük.

Tekintsük a klasszikus optikát motivációnak: adottak fényforrásaink, ahonnan fotonok indulnak ki, amik egyenes vonalban terjednek addig, amíg valamilyen felületet el nem érnek. A felületen a tükröződés és törés törvényeinek megfelelően megváltoznak, majd haladnak tovább a következő felület felé. Mindegyik ilyen sugarat jellemezhetünk az általa szállított fényességgel, illetve hullámhosszal, de a legegyszerűbb esetben számolhatunk RGB intenzitásokkal is.

A legegyszerűbb sugárkövetési eljárás tehát úgy állítja elő a képet, hogy követi a fényforrásokból induló sugarakat egészen addig, amíg azok el nem nyelődnek valahol. Az elnyelő objektunok közül kitüntetett a kékpernyőt reprezentáló test: az ide eső sugarak alkotják a végén megjelenő képet.

Mivel a sugarak kontinuum kezelése lehetetlen a változatos alakú testek és határfelületek miatt, ezért lényegében egy hatalmas méretű Monte-Carlo eljárással van dolgunk: nagyon sok fénysugarat indítunk és a képernyőn integráljuk a beeső intenzitást. Ebből azonnal következik sokminden, a legfontosabb, hogy a fénysugarak számával csak lassan nő a képminőség, eleinte igen zajos.

A sugárkövető algoritmusoknak azonban határozott előnyeik vannak a raszterizációs technikákkal szemben: az átlátszó, áttetsző, illetve nagyon sok tükröző felületet tartalmazó rendszerek kirajzolása raszterizációs módszerrel igen bonyolult, ezzel szemben sugárkövetéssel teljesen intuitív a megvalósításuk. Hasonlóan, a fizikailag korrekt képalkotás (pl. diszkrét színek helyett spektrumokkal számolás és csak a legvégén RGB konverzió) is jól illik ehhez a megközelítéshez. A növekvő számítási kapacitás, valamint a kiterjedt optimalizációs trükkök segítségével manapság már ez a módszer is általánosan használható, főleg ha a képminőség az elsődleges.

== Színek reprezentálása ==
Amit a szemünkkel különböző színeknek látunk, az a fizikailag az elektromágneses sugárzás intenzitás spektruma. A szemünkben három színérzékeny receptor-rendszer található, amelyek körülbelül a vörös-zöld-kék színekre érzékenyek, azonban ez az érzékenység nem diszkrét frekvenciát jelent, hanem egy kiterjedt tartományt. Nagyon durván mondhatjuk azt, hogy a szem érzékenysége a három színre három Gauss-függvénnyel jellemezhető.

Ha a azt akarjuk leírni, hogy mekkora intenzitású választ vált ki egy adott spektrum a három érzékelő-rendszerben, akkor az matematikailag a három súlyfüggvénnyel való konvolúciját jelenti a spektrummnak. Ez a három szám feleltethető meg a technikában használatos RGB koordinátáknak.

Számos probléma van itt azonban: a szem eltérően érzékeny a három tartományban érkező intenzitásra, maga az érzékelés tipikusan logaritmikus. A legnagyobb probléma, hogy a súlyfüggvények nem egészen ismertek, sőt, nem is teljesen pozitív definitek (azaz bizonyos frekvencián érkező sugárzás blokkoló hatás fejt ki egyik, vagy másik receptorokon), így a pusztán három számmal történő reprezentációban számos egyszerűsítő feltevés van, amelyek bizonyos helyzetekben problémákhoz vezethetnek.

==Sztereoszkopikus megjelenítés==
A fentiekben részletezett mindkét módszer eredménye 2D-s kép. Azonban semmi nem akadályoz minket abban, hogy két képet készítsünk bármelyik eljárással ugyan arról a virtuális térről, úgy beállítva a nézeti képeket, hogy azok a két szemünk által látott képeknek felelhessenek meg. Ezek után csak az a kérdés, hogy hogyan tudjuk ezeket a képeket a szemünkre vetíteni, ezáltal teljes térhatást elérve.

===Példák sztereoszkopikus megjelenítési technikákra===

A sztereoszkopikus megjelenítés azokat a technikákat foglalja magába, amelyek lehetővé teszik két különböző sík kép szemünkbe juttatását.

A legrégebbi ilyen módszer az "anaglyph" eljárás, ahol két féle színnel (tipikusan piros-zöld) vetített képeket lehetett ezeknek megfelelő színszűrős szemöveggel nézni, így a szűrök mindig kiszűrték az egyik, vagy a másik képet az adott szem előtt. Ennek nyilván az a baja, hogy nem lehet sszíneket reprezentálni vele.

Az elvet tovább lehetett vinni úgy, hogy sűrűbben váltakoztak a spektrumban az egyik és másik szembe juttatható hullámhosszak, azonban az ehhez szükséges szűrők előállítása drága.

Teljesen más elven működnek a passzív sztereo megjelenítők, ahol a passzív jelző arra utal, hogy a szemüveg nem csinál semmit, abban csak két elforgatott beállítású polárszűrő található. A vetítőből egyszerre jön a kétféle polarizáltsággal a két féle kép, amely ismételten kiszűrődik a megfelelő beállítású polárszűrőn. Ennek az a hátránya, hogy normál papírral, vagy monitottal ilyen forrás nem állítható elő. Másik hátránya, hogy ha a megfigyelő elforgatja/eldönti a fejét, akkor széteshet a kép.

Az aktív sztereo megoldásnál a szemüvegek infravörös jelekkel szinkronizálva vannak a vetítőkkel. Két vetítő vetíti a két képet, a szokásos képfrissítésnél 2x magasabb frekvencián, 120 Hz-en. A szemüveg sorban kiválogatja a vetítőkből jövő képet jobb-bal-jobb-bal sorrendben.

Léteznek szemüvegmentes megvalósítások is. Ezek két nagy csoportra oszthatóak: vagy valamilyen módon követik a megfigyelő fejének/szemének mozgását, és ez alapján vetítenek két különböző képet, vagy egyszerre több különböző irányú képet vetítenek, függetlenül a szemlélő néőpontjától, de a kialakítás olyan, hogy adott pontból legerősebben csak az "odaszánt" vetület jut.

Ez utóbbak közül a parallaxis és lentikuláris módszert emeljük ki. A parallaxis módszernél az egymásba fésült jobb-bal kép előtt kis távolságra egy rács van, amely különböző szögekből nézve mindig kitkarja a nem abba szembe szánt képet vetítő pixeleket. Ez effektíve lefelezi a vízszintes felbontást, és viszonylag precíz pozíciókból nyújt csak jó minőségű térhatást. A legfejlettebb megoldások 30-40 különböző látószögből is el tudják ezt érni, de itt már nem 2 képet, hanem többet (18-at) fésülnek össze.

A lentikuláris lencséket használó rendszereknél pici lencsék sorozata van elhelyezve a képek előtt, amelyek különböző nézőirányok felé különböző képeket fókuszálnak.

[[Fájl:GlassFree3D.png]]
{{MSc 2012 záróvizsga}}

@@ 15. sor: / 15. sor: @@
 === Sugárvetés és sugárkövetés ===
-A sugárkövetés az előzőnél már közelebb áll tudományhoz. A digitális festészetnél ugyan szintén szerepe volt a vászon méretének, mint ahogy a képpontjai számának is, azonban a sugárkövetésben centrális fontosságú a vászon jellege. Azt tudjuk, hogy a szemünkbe úgy jut a el a világ képe, hogy különböző fényforrásokból fotonok lépnek ki, majd ezek különböző felületekről visszaverődve, vagy áthaladva rajtuk veszítenek energiájukból, változik az energiájukhoz tartozó hullámhossz, változik a színük (emberi léptékkel eltekinthetünk a megtett táv szerinti intenzitáscsökkenéstől, egyelőre). Ezek a fotonok össze-vissza pattognak a világban, mígnem egy részük eljut a szemünkbe. A sugárkövetés ugyanezt a folyamatot követi végig, a monitoron lévő pixelek három hullámhosszán, megnézve, hogy ilyen hullámhosszokon mennyi energiája marad azoknak a fotonoknak, amik a virtuális színterünkben a fényforrásokból eljutnak a kamerába.
+A sugárkövetés az előzőnél már közelebb áll tudományhoz. A digitális festészetnél ugyan szintén szerepe volt a vászon méretének, mint ahogy a képpontjai számának is, azonban a sugárkövetésben centrális fontosságú a vászon jellege. Azt tudjuk, hogy a szemünkbe úgy jut a el a világ képe, hogy különböző fényforrásokból fotonok lépnek ki, majd ezek különböző felületekről visszaverődve, vagy áthaladva rajtuk veszítenek energiájukból, változik az energiájukhoz tartozó hullámhossz, változik a színük (emberi léptékkel eltekinthetünk a megtett táv szerinti intenzitáscsökkenéstől, egyelőre). Ezek a fotonok össze-vissza pattognak a világban, mígnem egy részük eljut a szemünkbe. A sugárkövetés ugyanezt a folyamatot követi végig, a monitoron lévő pixelek három hullámhosszán, megnézve, hogy ilyen hullámhosszokon mennyi energiája marad azoknak a fotonoknak, amik a virtuális színterünkben a fényforrásokból eljutnak a kamerába. Az angol irodalomban ezt hívják forward ray-tracingnek, azonban a valóságban sosem ezt a módszert alkalmazzuk. Ennek oka, hogy rengeteg, a fényforrásból kilépő foton elveszíti energiája túlnyomó részét, mire a kamerába ér. Ezért kihasználva a fény útjának megfordíthatóságát, a valóságban a módszer fordítottját, backward ray-tracinget fogunk alkalmazni, és eztán hallgatólagosan ezt illetjük a sugárkövetés megnevezéssel.
 Ahhoz, hogy meghatározzuk egy pixel színét a képernyőn, egy sugarat bocsátunk a színterünkbe, és kiszámítjuk annak színét az árnyalási egyenlet kiszámításával, ami az

@@ 51. sor: / 51. sor: @@
 === Passzív sztereoszkópia ===
 A legrégebbi ilyen módszer az "anaglyph" eljárás, ahol két féle színnel (tipikusan piros-zöld) vetített képeket lehetett ezeknek megfelelő színszűrős szemüveggel nézni, így a szűrök mindig kiszűrték az egyik, vagy a másik képet az adott szem előtt. Ennek nyilván az a baja, hogy nem lehet színeket reprezentálni vele.
@@ 56. sor: / 58. sor: @@
 Az elvet tovább lehetett vinni úgy, hogy sűrűbben váltakoztak a spektrumban az egyik és másik szembe juttatható hullámhosszak (Infitech), ezáltal R1,R2,G1,G2,B1,B2 sávokra bontva a spektrumot, ahol az 1-es indexű sávok jutnak az egyik szembe, és a 2-es indexű sávok a másikba. Így élethű színeket kaphatunk. Az eljárás problémája, hogy az ehhez szükséges szűrők előállítása drága.
-Teljesen más elven működnek a passzív sztereo megjelenítők, ahol a passzív jelző arra utal, hogy a szemüveg nem csinál semmit, abban csak két elforgatott beállítású polárszűrő található. A vetítőből egyszerre jön a kétféle polarizáltsággal a két féle kép, amely ismételten kiszűrődik a megfelelő beállítású polárszűrőn. Ennek az a hátránya, hogy normál papírral, vagy monitottal ilyen forrás nem állítható elő. Másik hátránya, hogy ha a megfigyelő elforgatja/eldönti a fejét, akkor széteshet a kép.
+Hasonló elven működik a polárszűrős sztereoszkópia, ahol a szemüvegben két egymásra merőleges beállítású polárszűrő található. A vetítőből egyszerre jön a kétféle polarizáltsággal a kétféle kép, amely ismételten kiszűrődik a megfelelő beállítású polárszűrőn. Ennek az a hátránya, hogy normál papírral, vagy monitorral ilyen forrás nem állítható elő. Másik hátránya, hogy ha a megfigyelő elforgatja/eldönti a fejét, akkor nagy mértékben növekszik a szellemkép, az áthallás a két kép között.
-Az aktív sztereo megoldásnál a szemüvegek infravörös jelekkel szinkronizálva vannak a vetítőkkel. Két vetítő vetíti a két képet, a szokásos képfrissítésnél 2x magasabb frekvencián, 120 Hz-en. A szemüveg sorban kiválogatja a vetítőkből jövő képet jobb-bal-jobb-bal sorrendben.
+=== Auto-sztereoszkópia ===
-Léteznek szemüvegmentes megvalósítások is. Ezek két nagy csoportra oszthatóak: vagy valamilyen módon követik a megfigyelő fejének/szemének mozgását, és ez alapján vetítenek két különböző képet, vagy egyszerre több különböző irányú képet vetítenek, függetlenül a szemlélő néőpontjától, de a kialakítás olyan, hogy adott pontból legerősebben csak az "odaszánt" vetület jut.
+Léteznek szemüvegmentes megvalósítások is. Ezek két nagy csoportra oszthatóak: vagy valamilyen módon követik a megfigyelő fejének/szemének mozgását, és ez alapján vetítenek két különböző képet, vagy egyszerre több különböző irányú képet vetítenek, függetlenül a szemlélő nézőpontjától, de a kialakítás olyan, hogy adott pontból legerősebben csak az "odaszánt" vetület jut.
 Ez utóbbak közül a parallaxis és lentikuláris módszert emeljük ki. A parallaxis módszernél az egymásba fésült jobb-bal kép előtt kis távolságra egy rács van, amely különböző szögekből nézve mindig kitkarja a nem abba szembe szánt képet vetítő pixeleket. Ez effektíve lefelezi a vízszintes felbontást, és viszonylag precíz pozíciókból nyújt csak jó minőségű térhatást. A legfejlettebb megoldások 30-40 különböző látószögből is el tudják ezt érni, de itt már nem 2 képet, hanem többet (18-at) fésülnek össze.

@@ 21. sor: / 21. sor: @@
 <math>L(\mathbf{x},\mathbf{\omega})=L_e (\mathbf{x},\mathbf{\omega}) + \int L(h(\mathbf{x},-\mathbf{\omega'}),\mathbf{\omega'}) f_r (\mathbf{\omega'},\mathbf{x},\mathbf{\omega})(-\mathbf{\omega'}\cdot \mathbf{n} )) \mathrm{d\mathbf{\omega'}}</math>
-alakot ölti. Az egyenletben <math>\mathbf{x}</math> jelöli a <math>-\mathbf{\omega}</math> irányba induló sugár a kamerához legközelebb eső metszéspontját a színtér objektumain. Ennek a felületelemnek az ebből az irányból nézett <math>L(\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> sugársűrűsége egyenlő lesz az <math>L_e (\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> , avagy a felületi pontból a kamera irányába sugárzott radiancia, avagy a felület saját emissziója, továbbá az erre a felületelemre máshonnan érkező sugársűrűség <math>h(\mathbf{x},-\mathbf{\omega'})</math> a láthatósági lépcsőfüggvény) súlyozva azzal a valószínűséggel, hogy épp abba a nézeti irányba verődnek vissza. Ezt a súlyfaktort jelöljük <math>f_r (\mathbf{\omega'},\mathbf{x},\mathbf{\omega})(-\mathbf{\omega'}\cdot \mathbf{n} )</math> –nel, ahol <math>\mathbf{n}</math> az aktuális felületelem normálisa. Az <math>f_r (\mathbf{\omega'},\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> függvényt kétirányú visszaverődési eloszlási függvény (angol szakirodalomban BRDF, avagy Bi-directional Reflection Distribution Function) néven szokás említeni, aminek a meghatározása egy bizonyos anyagra több ezer mérési pontból történik műszerek által. Mivel ez a fajta meghatározás rendkívül költséges és időigényes, így fenomenologikus modelleket szoktak alkalmazni helyette. Az egyenlet legszámításigényesebb része a legközelebbi metszéspont megtalálása, illetve a takarási probléma megoldása, amiben egyenes-sík metszeteket kell keresni.
+alakot ölti. Az egyenletben <math>\mathbf{x}</math> jelöli a <math>-\mathbf{\omega}</math> irányba induló sugár a kamerához legközelebb eső metszéspontját a színtér objektumain. Ennek a felületelemnek az ebből az irányból nézett <math>L(\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> sugársűrűsége egyenlő lesz az <math>L_e (\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> , a felületi pontból a kamera irányába sugárzott radiancia, avagy a felület saját emissziója, továbbá az erre a felületelemre máshonnan érkező sugársűrűség súlyozva azzal a valószínűséggel, hogy épp abba a nézeti irányba verődnek vissza, és megszorozva a <math>h(\mathbf{x},-\mathbf{\omega'})</math> láthatósági lépcsőfüggvénnyel. Ezt a súlyfaktort jelöljük <math>f_r (\mathbf{\omega'},\mathbf{x},\mathbf{\omega})(-\mathbf{\omega'}\cdot \mathbf{n} )</math> –nel, ahol <math>\mathbf{n}</math> az aktuális felületelem normálisa. Az <math>f_r (\mathbf{\omega'},\mathbf{x},\mathbf{\omega})</math> függvényt ''kétirányú visszaverődési eloszlási függvény'' (angol szakirodalomban BRDF, avagy Bi-directional Reflection Distribution Function) néven szokás említeni, aminek a meghatározása egy bizonyos anyagra több ezer mérési pontból történik műszerek által. Mivel ez a fajta meghatározás rendkívül költséges és időigényes, így fenomenologikus modelleket szoktak alkalmazni helyette. Az egyenlet legszámításigényesebb része a legközelebbi metszéspont megtalálása, illetve a takarási probléma megoldása, amiben egyenes-sík metszeteket kell keresni.
 Fontos megjegyezni, hogy ezt az egyenletet az anyagok diszperziója miatt több hullámhosszon kell kiértékelni. Ezt a három hullámhosszt a szemünkben található csapok elnyelési maximumaira szokás venni, azonban ez gyakran nem esik egybe a monitorokban található pixelek fényének hullámhosszaival. A kettő közötti korrekciót hívják színleképezésnek (angolul tone mapping).

@@ 15. sor: / 15. sor: @@
 === Sugárvetés és sugárkövetés ===
-A sugárkövetés az előzőnél már közelebb áll tudományhoz. A digitális festészetnél ugyan szintén szerepe volt a vászon méretének, képpontjainak a száma, azonban a sugárkövetésben centrális fontosságú a vászon jellege. Azt tudjuk, hogy a szemünkbe úgy jut a el a világ képe, hogy különböző fényforrásokból fotonok lépnek ki, majd ezek különböző felületekről visszaverődve, vagy áthaladva rajtuk veszítenek energiájukból, változik az energiájukhoz tartozó hullámhossz, változik a színük (emberi léptékkel eltekinthetünk a megtett táv szerinti intenzitáscsökkenéstől, egyelőre). Ezek a fotonok össze-vissza pattognak a világban, mígnem egy részük eljut a szemünkbe. A sugárkövetés ugyanezt a folyamatot követi végig, a monitoron lévő pixelek három hullámhosszán, megnézve, hogy ilyen hullámhosszokon mennyi energiája marad azoknak a fotonoknak, amik a virtuális színterünkben a fényforrásokból eljutnak a kamerába.
+A sugárkövetés az előzőnél már közelebb áll tudományhoz. A digitális festészetnél ugyan szintén szerepe volt a vászon méretének, mint ahogy a képpontjai számának is, azonban a sugárkövetésben centrális fontosságú a vászon jellege. Azt tudjuk, hogy a szemünkbe úgy jut a el a világ képe, hogy különböző fényforrásokból fotonok lépnek ki, majd ezek különböző felületekről visszaverődve, vagy áthaladva rajtuk veszítenek energiájukból, változik az energiájukhoz tartozó hullámhossz, változik a színük (emberi léptékkel eltekinthetünk a megtett táv szerinti intenzitáscsökkenéstől, egyelőre). Ezek a fotonok össze-vissza pattognak a világban, mígnem egy részük eljut a szemünkbe. A sugárkövetés ugyanezt a folyamatot követi végig, a monitoron lévő pixelek három hullámhosszán, megnézve, hogy ilyen hullámhosszokon mennyi energiája marad azoknak a fotonoknak, amik a virtuális színterünkben a fényforrásokból eljutnak a kamerába.
 Ahhoz, hogy meghatározzuk egy pixel színét a képernyőn, egy sugarat bocsátunk a színterünkbe, és kiszámítjuk annak színét az árnyalási egyenlet kiszámításával, ami az

@@ 8. sor: / 8. sor: @@
 - '''Emberi intuíció:''' Az emberi agy, mint célhardver rendkívül hatékonyan klaszterez, mintailleszt, élkiemel, stb. aminek két előnye is van. Egyfelől egyszerű ránézésre is ötletet adhat nekünk, hogy az adatokon elvégezzük ezen műveletek numerikus változatát, feltérképezve a lehetőségét mögöttes szabályoknak, másfelől "igazolhatjuk" a numerikus számításaink relevanciáját.
 Minket elsősorban a tudományos vizualizáció fog érdekelni, így a digitális képalkotás három fő ágazatát is ilyen szemszögből tárgyaljuk.
-== Digitális festészet ==
+=== Digitális festészet ===
 A digitális festészetet gyakran nem sorolják a digitális képalkotási módok közé, pedig nem kevés mozzanatában támaszkodik a számítógép képességeire. Ezen eljárás során a művész egérrel, esetlegesen érintőpanellel és tollal rajzol egy virtuális vászonra, amit aztán megszámlálhatatlan numerikus eljárással módosíthat igényei szerint. Ezáltal olyan látványelemeket is teremthet, amit kézzel, valódi ecsettel nem tudna reprodukálni, azonban tisztában van vele, hogy milyen egyszerű eljárások léteznek, amikkel egy lerajzolható alakzatot át tud vinni egy olyanba, amit ő elképzelt. A film- és játékipar támaszkodik döntőrészben erre az eljárásra, ahol látványterveket, grafikákat, forgatókönyvet, vagy éppen egészestés filmeket készítenek ilyen eljárásokkal. Tudományos célokra nehezen használható. Legközelebbi alkalmazása az ilyen célokra használt programok képjavítási és transzformációs képességei, amivel pl. csillagászok végezhetnek utómunkálatokat teleszkóp felvételeken. Ezekben a szoftverekben színszűrős képeket komponálni vagy éppen dekomponálni, a lehető legkevesebb torzióval forgatni, nagyítani, élesíteni pár kattintásba kerül csupán.
-== Sugárvetés és sugárkövetés ==
+=== Sugárvetés és sugárkövetés ===
 A sugárkövetés az előzőnél már közelebb áll tudományhoz. A digitális festészetnél ugyan szintén szerepe volt a vászon méretének, képpontjainak a száma, azonban a sugárkövetésben centrális fontosságú a vászon jellege. Azt tudjuk, hogy a szemünkbe úgy jut a el a világ képe, hogy különböző fényforrásokból fotonok lépnek ki, majd ezek különböző felületekről visszaverődve, vagy áthaladva rajtuk veszítenek energiájukból, változik az energiájukhoz tartozó hullámhossz, változik a színük (emberi léptékkel eltekinthetünk a megtett táv szerinti intenzitáscsökkenéstől, egyelőre). Ezek a fotonok össze-vissza pattognak a világban, mígnem egy részük eljut a szemünkbe. A sugárkövetés ugyanezt a folyamatot követi végig, a monitoron lévő pixelek három hullámhosszán, megnézve, hogy ilyen hullámhosszokon mennyi energiája marad azoknak a fotonoknak, amik a virtuális színterünkben a fényforrásokból eljutnak a kamerába.
@@ 28. sor: / 29. sor: @@
 Tudományos vizualizáció szempontból a sugárkövetés szükségtelenül költséges eljárás, azonban a sugárvetést gyakran alkalmazzák térfogati adatok megjelenítésére, például az orvostudományban. Ahol térfogati adatokat szeretnénk megjeleníteni, ott a kamera pozíciójából bocsátunk sugarakat a képernyő pixelein keresztül, majd ezeket a sugarakat követjük, hogy a térfogaton áthaladva az egyes hullámhosszokon mennyi energiát veszítenek. Ezáltal ahol hosszabb utat tesz megy egy sugár a térfogaton keresztül, ott nagyobb változást fog elszenvedni, mint ott ahol ritkább közegen keresztül haladnak át a sugarak, vagy ahol rövidebb utat tesznek meg a térfogatban.
-== Inkrementális képszintézis ==
+=== Inkrementális képszintézis ===
 Tudományos vizualizáció céljából az olyan megjelenítési eljárásokat kedveljük, ami a lényegi információt eljuttatja hozzánk, és emellett a lehető legkevesebb erőforrást emészti fel. Az erőforrás igény csökkentése vagy az interaktivitást növeli (vagy éppen teszi lehetővé), vagy a szükséges hardver költségét csökkenti. A számítógépes játékokban alkalmazott képszintézis egészen más a korábban említett kettőtől, és ennek a hardveres gyorsítására jöttek létre a grafikus kártyák, amik több olyan célirányos feldolgozót tartalmaznak, amik ennek az eljárásnak gyorsítják egyes lépéseit.

@@ 46. sor: / 46. sor: @@
 ==Sztereoszkopikus megjelenítés==
-A fentiekben részletezett mindkét módszer eredménye 2D-s kép. Azonban semmi nem akadályoz minket abban, hogy két képet készítsünk bármelyik eljárással ugyan arról a virtuális térről, úgy beállítva a nézeti képeket, hogy azok a két szemünk által látott képeknek felelhessenek meg. Ezek után csak az a kérdés, hogy hogyan tudjuk ezeket a képeket a szemünkre vetíteni, ezáltal teljes térhatást elérve.
+A fentiekben részletezett mindhárom módszer eredménye 2D-s kép. Azonban semmi nem akadályoz minket abban, hogy két képet készítsünk bármelyik eljárással ugyan arról a virtuális térről, úgy beállítva a nézeti képeket, hogy azok a két szemünk által látott képeknek felelhessenek meg. Ezek után csak az a kérdés, hogy hogyan tudjuk ezeket a képeket a szemünkre vetíteni, ezáltal teljes térhatást elérve.
-===Példák sztereoszkopikus megjelenítési technikákra===
+A sztereoszkopikus megjelenítés azokat a technikákat foglalja magába, amelyek lehetővé teszik két különböző sík kép szemünkbe juttatását. Három nagy csoportot tudunk megkülönböztetni: a passzív szűrős, az aktív szűrős, és az auto-sztereoszkóp technikákat.
-A sztereoszkopikus megjelenítés azokat a technikákat foglalja magába, amelyek lehetővé teszik két különböző sík kép szemünkbe juttatását.
+=== Passzív sztereoszkópia ===
-A legrégebbi ilyen módszer az "anaglyph" eljárás, ahol két féle színnel (tipikusan piros-zöld) vetített képeket lehetett ezeknek megfelelő színszűrős szemöveggel nézni, így a szűrök mindig kiszűrték az egyik, vagy a másik képet az adott szem előtt. Ennek nyilván az a baja, hogy nem lehet sszíneket reprezentálni vele.
+A legrégebbi ilyen módszer az "anaglyph" eljárás, ahol két féle színnel (tipikusan piros-zöld) vetített képeket lehetett ezeknek megfelelő színszűrős szemüveggel nézni, így a szűrök mindig kiszűrték az egyik, vagy a másik képet az adott szem előtt. Ennek nyilván az a baja, hogy nem lehet színeket reprezentálni vele.
-Az elvet tovább lehetett vinni úgy, hogy sűrűbben váltakoztak a spektrumban az egyik és másik szembe juttatható hullámhosszak, azonban az ehhez szükséges szűrők előállítása drága.
+Az elvet tovább lehetett vinni úgy, hogy sűrűbben váltakoztak a spektrumban az egyik és másik szembe juttatható hullámhosszak (Infitech), ezáltal R1,R2,G1,G2,B1,B2 sávokra bontva a spektrumot, ahol az 1-es indexű sávok jutnak az egyik szembe, és a 2-es indexű sávok a másikba. Így élethű színeket kaphatunk. Az eljárás problémája, hogy az ehhez szükséges szűrők előállítása drága.
 Teljesen más elven működnek a passzív sztereo megjelenítők, ahol a passzív jelző arra utal, hogy a szemüveg nem csinál semmit, abban csak két elforgatott beállítású polárszűrő található. A vetítőből egyszerre jön a kétféle polarizáltsággal a két féle kép, amely ismételten kiszűrődik a megfelelő beállítású polárszűrőn. Ennek az a hátránya, hogy normál papírral, vagy monitottal ilyen forrás nem állítható elő. Másik hátránya, hogy ha a megfigyelő elforgatja/eldönti a fejét, akkor széteshet a kép.