velikost textu

Real Time Visualization of Chaotic Functions

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Real Time Visualization of Chaotic Functions
Název v češtině:
Vizualizace chaotických funkcí v reálném čase
Typ:
Bakalářská práce
Autor:
Bc. Antonín Teichmann
Vedoucí:
Mgr. Oskár Elek
Oponent:
doc. Dr. Alexander Wilkie
Id práce:
202852
Fakulta:
Matematicko-fyzikální fakulta (MFF)
Pracoviště:
Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
Program studia:
Informatika (B1801)
Obor studia:
Programování a softwarové systémy (IPSS)
Přidělovaný titul:
Bc.
Datum obhajoby:
5. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Výborně
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
syntéza obrazu v reálném čase, GPU, chaotické funkce, vizualizace fraktálů, spekulativní vzorkování
Klíčová slova v angličtině:
real-time rendering, GPU computing, chaotic functions, fractals visualization, heuristic sampling
Abstrakt:
Fraktály patří mezi fundamentální přírodní struktury, které fascinovaly odbornou veřejnost po mnoho let. K lepšímu pochopení fraktálů mohou být použity vizualizační metody. Tato práce se zaměřuje na zobrazování fraktálů podobných Mandelbrototově množině a Newtonovu fraktálu v reálném čase. Detailní prozkoumávání těchto fraktálů je komplikované, vzhledem k jejich rekurzivnosti, která způsobuje, že jejich zobrazování je výpočetně náročné. Existující řešení nepracují v reálném čase nebo mají příliš nízkou vizuální kvalitu. Klademe si za cíl toto změnit a umožnit zobrazování ve vysoké kva- litě v reálném čase. Během analýzy problému zobecníme fraktály na cha- otické funkce. K dosažení vysoké kvality s nízkou režií představujeme me- todu adaptivního super-samplování chaotických funkcí. Pro dosažení výkonu v reálném čase představujeme, jak využít recyklaci samplů, techniku foveated rendering a další techniky. Naimplementovali jsme paralelní vysoko-kvalitní render, který běží v reálném čase, na GPU, a produkuje vizuálně atraktivní náhledy daného fraktálu. Náš program dovede zobrazovat libovolnou chao- tickou funkci. Tímto otevíráme široké veřejnosti svět vizualizace chaotických funkcí v reálném čase a stavíme základ pro další výzkum. 1
Abstract v angličtině:
Fractals are a fundamental natural structure that has fascinated the sci- entific community for a long time. To allow for better understanding of fractals, visualization techniques can be used. The focus of this thesis is real-time rendering of fractals that are similar to the Mandelbrot set or the Newton fractal. Detailed exploration of these fractals is complicated due to their recursive-manner which leads to the fact that rendering them is com- putationally demanding. Existing solutions do not work in real-time or have low visual quality. We want to change that and allow high-quality real- time rendering. During our analysis of the problem, we generalize fractals to chaotic functions. To achieve high-quality rendering with low overhead, we introduce a method for adaptive super-sampling of chaotic functions. To achieve real-time performance, we show how to use sample reuse, foveated rendering, and other techniques. We implement a parallel, GPU-based, high- quality renderer that runs in real-time and produces visually-attractive views of given fractals. The program can visualize any given chaotic function. This way, we open the realm of real-time visualization of chaotic functions to the public and lay a basis for future research. 1
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Bc. Antonín Teichmann 16.41 MB
Stáhnout Příloha k práci Bc. Antonín Teichmann 632.34 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Bc. Antonín Teichmann 38 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Bc. Antonín Teichmann 26 kB
Stáhnout Posudek vedoucího Mgr. Oskár Elek 1.53 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Dr. Alexander Wilkie 67 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Petr Hnětynka, Ph.D. 152 kB