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La fisica di Maxwell render
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Discussione: La fisica di Maxwell render

  1. #1
    Licantropo L'avatar di Fire
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    Citazione Originariamente Scritto da sharky
    ...e cioè? come sarebbe a dire "possibilismo"???
    non ci sono risultati simili a MWR??
    significa che usa trucchetti e scorciatoie??? ma allora non è completamente unbiased?!?...
    Guarda, ci son state scelte di Feversoft che mi hanno lasciato perlomeno perperplesso, ...talune, come quelle degli "sky portal", ora eliminati perchè "già integrati nel Sw" (???) a loro dire, o altre come quelle che hanno portato all'introduzione del parametro dell'aliasing, quando è noto che gli engine unbiased non producono questo genere d'artefatti. Son solo esempi stupidi e sicuramente alla base c'è la mia ignoranza su certi aspetti del Sw, però in linea di massima ho sempre avuto l'impressione che Chema (lo sviluppatore di Feversoft), sia uno che scende più facilmente a compromessi rispetto alla linea intrapresa da NL, pur di raggiungere i suoi scopi, ...ma può esser che mi sbagli. Ad ogni modo, posso fugare qualsiasi dubbio circa i risultati ottenibili dal Sw, ...del tutto paragonabili a quelli ottenuti con MWR, (...sebene sarei curioso di riprodurre anche con Fry, tutti gli esperimenti compiuti con il Sw di NL. Al momento con Fry ho potuto solo godere del classico esperimento della diffrazione prismatica ).

    E parlando di esperimenti, giungo anche al 2° punto...

    Citazione Originariamente Scritto da sharky
    ... wow!!! interessantissimo!! scusa ma....per me è come il miele x un'ape...
    quindi avete provato anche l'esperimento della doppia fenditura e quello di young, tanto x citarne alcuni...????
    ...vedo che sei preparato, ...si, ....per l'esattezza quello della diffrazione di Fraunhofer, nel quale il pannello su cui si rilevano le bande di diffrazione, è posto ancor più lontano dalle fenditure attraversate dalla luce, rispetto agli esempi che riportavi tu.

    Se vi state chiedendo a cosa serva poi praticamente tutto ciò, dico solo che oltre a fare da verifica tangibile delle caratteristiche annunciate e da "termometro" del realismo raggiunto, c'è sempre l'innegabile vantaggio d'aver disponibile un Sw nel quale gli oggetti "funzionano" realmente. Es. super banale, ...una lampada anni '70, composta da fili di plexiglass o di fibra ottica, disposti a raggiera su una sfera e curvi per la gravità, una volta "accesa", produrrà la diffusione della luce in modo capillare proprio così come accadrebbe con la vera lampada. Ma è solo la 1° idea malsana che m'è venuto a mente!

    Fabio.
    "...Secondo tutte le leggi conosciute dell'aeronautica, non c'è modo che un'ape sia in grado di volare. Le sue ali sono troppo piccole per sollevare il suo corpicino grassoccio da terra. ...L'ape, si sà, vola lo stesso. ...Perchè alle api non interessa quello che gli uomini ritengono 'impossibile'...". (Da "Bee Movie")

  2. #2
    Licantropo L'avatar di sharky
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    Citazione Originariamente Scritto da Fire Visualizza Messaggio


    <------------cut---------->
    ...vedo che sei preparato, ...si, ....per l'esattezza quello della diffrazione di Fraunhofer, nel quale il pannello su cui si rilevano le bande di diffrazione, è posto ancor più lontano dalle fenditure attraversate dalla luce, rispetto agli esempi che riportavi tu.

    Se vi state chiedendo a cosa serva poi praticamente tutto ciò, dico solo che oltre a fare da verifica tangibile delle caratteristiche annunciate e da "termometro" del realismo raggiunto, c'è sempre l'innegabile vantaggio d'aver disponibile un Sw nel quale gli oggetti "funzionano" realmente. Es. super banale, ...una lampada anni '70, composta da fili di plexiglass o di fibra ottica, disposti a raggiera su una sfera e curvi per la gravità, una volta "accesa", produrrà la diffusione della luce in modo capillare proprio così come accadrebbe con la vera lampada. Ma è solo la 1° idea malsana che m'è venuto a mente!

    Fabio.

    Perdona il mio cut selvaggio, altrimenti occupo troppo spazio citandoti.

    hehehe! in effetti non sapevo che nei motori unbiased non ci fosse necessità di antialias. La cosa mi suona strana perchè essendo un'immagine puramente digitale e quindi composta da punti (e qui perdona la mia ignoranza abissale) dovrebbero esserci per forza degli artefatti prodotti, per esempio....un pattern di linee che si allontanano dall'osservatore verso l'orizzonte. Si nota molto soprattutto nei tipico difetto dei motori ray trace con valori bassi di AA o praticamente nullo.
    Forse mwr considera "l'attenuazione atmosferica" e di conseguenza usa un'antialias come in natura (perdona la castroneria )???
    Devi sapere che di avere un laboratorio di fisica ottica dove giochicchiare mi interessa parecchio!
    Counque, a prescindere dall'utilità, questi test sono realmente utili perchè come dici tu, da li si può realmente capire quanto si possa spingere a fondo il livello di fedeltà ottenuto con un motore del genere, detto questo...Quasi quasi....mi sta stuzzicando l'idea di iscrivermi al forum di maxwell per sbirciare i vostri esperimenti!!!

    (mamma mia come siamo andati OT!!!)
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  3. #3
    Licantropo L'avatar di Fire
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    Hai ragione, forse siamo un pò OT, ma spiegare le ragioni delle diversità fra i Sw in fin dei conti credo possa esser considerato tutto sommato ...inerente.

    Comunque, riguardo il discorso dell' assenza di AA negli engine Unbiased, accennerò qualcosa, ma fa anche questo parte dell'articolo citato precedentemente e che verrà pubblicato sul prox. Maxwell Magazine insieme al via di una serie di esperimenti di fisica eseguibili con MWR, (in questo numero la Stenoscopia).

    Allora, la differenza fra engine Biased e Unbiased, risiede proprio nel fatto che questi ultimi, grazie ad algoritmi completi, non introducono artefatti, come appunto è considerabile l' AA. Nello specifico, ciò che cambia fra i due sistemi di rendering è anche il sistema di campionamento dell'immagine (e come questa viene formata), negli engine Unbiased viene usato un calcolo per pixel con affinamento stocastico che produce un iniziale grana o fattore di rumore (noise), che viene eliminato man mano che il calcolo procede, mentre nei Biased viene usato in genere un campionamento di tipo Nyquist.

    L'aliasing sostanzialmente, è l'errore introdotto nella ricostruzione di un'immagine sottocampionata, ma è importante anche il metodo utilizzato per la campionatura. In pratica un pixel dovrebbe essere la media esatta (ossia la media integrale, essendo infinita) di tutti i raggi che arrivano al sensore collegato al pixel. Ragion per cuil tutto si traduce nella risoluzione di un integrale, ...cosa non semplice nel rendering poiché la funzione da integrare è spesso molto complessa.

    La maggior parte dei motori di rendering UnBiased si basa su un metodo generico nato per la soluzione di problemi complessi, e in questo caso applicato al rendering, il famoso metodo Montecarlo. Volendo banalizzarne il funzionamento, potremmo riassumere in questi termini, ...l'algoritmo considera dei raggi in modo random, (in modo casuale), secondo una data distribuzione, e calcolandoli secondo questa distribuzione iniziia a fare la media di questi. La distribuzione casuale viene detta "seed" (o seme) e gli utenti di MWR la dovrebbero già ben conoscere.

    Nell'integrazione Montecarlo, non esiste il "sottocampionamento", ed in effetti il campionamento prodotto non è necessariamente del tipo "passabasso", il che significa che l'immagine prodotta non ha problemi di aliasing, ...ma solo di rumore il quale (sempre a patto d'aver tempo sufficente), tenderà a zero. Inoltre il rumore generato dall'integrazione Montecarlo è generalmente più facilmente tollerato dall'occhio umano rispetto all'aliasing, perchè riproduce quello insito al sistema fotografico, il che è maggiormente importante nelle scene più ricche di dettaglio, ...mentre l'aliasing porta all'eliminazione completa delle frequenze più alte, il che produce quei fammosi artefatti tipici delle "immagini da computer" che ben conosciamo.

    Esistono però anche metodi ibridi, come il "quasi-montecarlo", questo sistema utilizza un mix fra i due metodi, producendo dei pixel completamente determinati, ma stratificati e con profondità infinita. Questo sistema potrebbe sembrare conveniente, ma proprio per il fatto di essere regolare taglia sempre fuori qualcosa, mostrando regolarità anche dove c'è aliasing, di questo il nostro occhio (e relativo subconscio) se ne accorge in modo istintivo.

    In sostanza quindi, se in un'immagine esiste aliasing, certamente non può esser stata calcolata con un'engine UnBiased, nei quali al limite è possibile notare solo rumore se l'algoritmo non ha avuto tempo sufficente per giungere a soluzione.

    Spero di non esser stato troppo contorto come al mio solito.
    Ciauz.

    Fabio.
    "...Secondo tutte le leggi conosciute dell'aeronautica, non c'è modo che un'ape sia in grado di volare. Le sue ali sono troppo piccole per sollevare il suo corpicino grassoccio da terra. ...L'ape, si sà, vola lo stesso. ...Perchè alle api non interessa quello che gli uomini ritengono 'impossibile'...". (Da "Bee Movie")

  4. #4
    @Fire:

    a me spiace soltanto che tutte queste interessantissime spiegazioni si perderanno dentro ad un post che non le riguarda.
    Non è che sarebbe il caso di farci un paio di articoletti anche per LWITA?

    ciao

  5. #5
    Licantropo L'avatar di Fire
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    Mi spiace d'aver un oò inquinato il topic Mirko, ...scusami, ma era solo per rispondere a Sharky sul perchè non ci possa esser aliasing in un rendering unbiased. Capisco e condivido quanto dici e sono comunque lusingato dalla proposta, ...forse però è un pò "poco" come argomento per farci un vero articolo. Ad ogni modo ...son qui!

    Ciao.
    Fabio.
    "...Secondo tutte le leggi conosciute dell'aeronautica, non c'è modo che un'ape sia in grado di volare. Le sue ali sono troppo piccole per sollevare il suo corpicino grassoccio da terra. ...L'ape, si sà, vola lo stesso. ...Perchè alle api non interessa quello che gli uomini ritengono 'impossibile'...". (Da "Bee Movie")

  6. #6
    Licantropo L'avatar di sharky
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    (...che ora folle! ma sta cosa mi sta veramente appassionando!!!)


    Citazione Originariamente Scritto da fire
    Spero di non esser stato troppo contorto come al mio solito.
    EH?!?!?! mai! anzi, abbastanza chiaro e scorrevole!

    concordo pienamente con la proposta di Mirko. Fabio, SE un bel giorno vorrai (tempo permettendo, ovviamente) scrivere un bell'articolo e approfondire quanto scritto, questa sarebbe cosa buona e giusta, perché è importante nella maniera più fondamentale per un grafico3D conoscere queste parti che sono necessarie per avere un corretto background culturale.
    Se un giorno ti senti di fare questa pia opera, con me avrai un' acceso sostenitore!

    grazie e tutti voi per quanto mi avete fatto apprendere.

    Franz
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  7. #7

    La fisica di Maxwell render

    Citazione Originariamente Scritto da Fire Visualizza Messaggio
    Mi spiace d'aver un oò inquinato il topic Mirko, ...scusami, ma era solo per rispondere a Sharky sul perchè non ci possa esser aliasing in un rendering unbiased. Capisco e condivido quanto dici e sono comunque lusingato dalla proposta, ...forse però è un pò "poco" come argomento per farci un vero articolo. Ad ogni modo ...son qui!

    Ciao.
    Fabio.
    Non sò se dovresti sentirti lusingato (alla fine sarebbe pur sempre un impegno)... sicuramente non devi scusarti. La mia non era affatto una critica

  8. #8
    Licantropo Mod L'avatar di davhub
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    beh.. io inquino ancora un pò... Fire.. all'epoca.. (avedo fatto una tesi sull'argomento mi ero subito fiondato..)
    mi ero interessato nella riproduzione con MWR dei raggi di luce coerente (laser diodes, ecc.).
    a che punto siamo?? mi erano stati dati consigli che non portavano a gran chè...
    visto che si pssa per le teorie della luce in modo spinto... e che il laser è luce coerentizzata..

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  9. #9
    Licantropo L'avatar di Fire
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    Citazione Originariamente Scritto da davhub Visualizza Messaggio
    beh.. io inquino ancora un pò... Fire.. all'epoca.. (avedo fatto una tesi sull'argomento mi ero subito fiondato..)
    mi ero interessato nella riproduzione con MWR dei raggi di luce coerente (laser diodes, ecc.).
    a che punto siamo?? mi erano stati dati consigli che non portavano a gran chè...
    visto che si pssa per le teorie della luce in modo spinto... e che il laser è luce coerentizzata...
    Confido nella pazienza di Mirko, ...ma se volete apriamo un topic ad'hoc.

    Vediamo se riesco a riprendere il filo e sopratutto se riesco a spiegarmi chiaramente, semplicemente e brevemente ...cosa assai ardua 4 me! Il discorso dell'unico esperimento non completamente riuscito a cui accennavo, riguarda il fenomeno della diffrazione spettrale nel caso di probe monofrequenza. Per chi non ne ha mai sentito parlare spiego brevemente.

    Tutti bene o male ricorderanno la famosa immagine in cui il raggio di una sorgente di luce concentrata, (si può esser un laser, ma non necessariamente), posta davanti ad un prisma, veniva scomposta nelle componenti base, riprendendo un pò una ancor più famosa copertina di vecchio album dei Pink Floyd. Bene in quel caso parliamo del fenomeno della "dispersione prismatica", applicata ad un raggio composto da una fonte completa di frequenze (la luce è infatti un'onda elettromagnetica composta dalla sola parte visibile di uno spettro di frequenze ben più ampio). Il fenomeno si basa sulle caratteristiche fisico/ottiche del prisma che consentono di separare le componenti spettrali di un'onda composta da elementi di diversa lunghezza, (pensate a diversi colori), in base alla velocità d'attraversamento. Per poter riprodurre informaticamente questo fenomeno, l'engine deve già possedere delle caratteristiche di fedeltà del modello fisico di tutto rilievo, ragion per cui son davero pochi quelli in cui è possibile riprodurre l'esperimento in modo corretto.

    Ma cosa succede se facciamo passare per il prisma, che ha il compito di scindere le diverse frequenze da cui è composta la luce, un raggio ansichè completo, composto invece da una sola frequenza, (...per esser più comprensibili e volendo semplificare, ...diciamo composto da un solo colore)? Bhè come è facile intuire, la scomposizione avverrà nello spazio della stessa dominante, senza variazioni cromatiche apprezzabili, disegnando raggi appartenenti allo stesso "ceppo" di frequenze. Nel riprodurre questo fenomeno con MWR, osservammo che invece, pur rimanendo prevalentemente nello stesso intervallo di frequenze, veniva riprodotta anche qualche frequenza (leggi anche "colore") limitrofo/a.

    Un brivido percorse le nostre schene ...poi la soluzione m'apparse subito chiara, anche perchè l'unica plausibile e per fortuna, mi fu poi confermata da chi di queste cose ne sa sicuramente più di me, (un docente di fisica): ...ponendo come corretto l'algoritmo di simulazione, l'unica variabile era da ricercare nella fonte, evidentemente non corretta. Infatti avevamo utilizzato un'emitter che in teoria avvrebbe dovuto riprodurre un'unica componente (nel nostro caso 255,0,0 ossia il rosso), in realtà così non era per l'impossibilità di riprodurre virtualmente una sonda a luce polarizzata così come si fa in questi casi nei laboratori di fisica. Non che non si possa fare, è semplicemente che non esiste l'utilità pratica in un Sw di rendering di implementare degli algoritmi che ne riproducano il funzionamento. Se vi state chiedendo perchè serva una luce polarizzata, vi anticipo che serve proprio quando si vuol analizzare una frequenza che debba rimaner "pulita" per tutto il percorso che questa deve compiere, per evitare ad es. che nel nostro prisma arrivino, (così come nel caso dell'esperimento in MWR), delle frequenze al margine di quella principale che verranno poi comunque considerate dall'algoritmo, quindi scomposte e rappresentate dal sistema come colori vicini alla dominante principale che in questo caso invece...non sarebbero dovute esserci.

    Se c'è qualche "maniaco Maxwelliano" che per rimediare al "problema", stà pensando d'utilizzare come luce polarizzata, uno dei preset di MWR per riprodurre le lampade al Sodio a bassa pressione (ossia quelle luci delle illuminazioni stradali anti nebbia per capirci, quelle che danno l'impressione di annullare gli altri colori dipingendo tutto d'un aragosta desaturato), vi anticipo che non funziona, (e non potrebbe funzionare neanche in realtà), perchè anche lì, sebene ci sia una forte dominante, non siamo nelle condizioni d'analizzare un'unica frequenza.

    Per tornare alla domanda di Davide, uno dei problemi per riprodurre correttamente un Laser anche in Sw altamente "fisici" come MWR, è legato proprio alla difficoltà di riprodurre una sorgente che sia realmente monocromatica (polarizzata e coerente), ...almeno per quanto ne so io. Ripeto, non si tratta di una "falla" nella fedeltà degli algoritmi, quanto uno scostamento dalle finalità di un Sw di rendering, si entrerebbe in un altro campo.

    Todo a chi, ...magari però se vogliamo continuare a parlarne, suggerirei a chi ne ha le facoltà, di separare magari gli ultimi post di questo topic o di aprirne uno apposito, ...Mirko è uno molto paziente, vero, ...ma potrebbe anche armarsi di ...lupara!!!

    Fabio.
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  10. #10
    Licantropo Mod L'avatar di davhub
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    Allora.. vediamo se la mia memoria di fisica ottica resiste al tempo...

    Luce polarizzata: è luce i cui fotoni (vettori particell/ondulatori della radiazione) si muovono sullo stesso piano degli infiniti su cui è possibile che si mettano a vibrare emuoversi ocme onda una volta emessi dalla fonte.

    Ovviamente.. questo porta ad una riduzione della quantità di luce, e determina alcune qualità.

    Mai capito o parrofondito se i diversi piani di polarizzazione si debbano imputare a certe frequenze (e nel visibile a colori) oppure se una stessa frequenza trova comunque fasci non polarizzati.

    detto questo...

    il laser on èp solo luce monocromatica, ma anche coerentizzata. Penso sia anche polarizzata, ma non basta una plarizzazione a coerentizzare un fascio di emissione, o sbaglio o non so qualcosa io?

    ANYWAY... la prima cosa che viene in mente con uno strumento come maxwell (e adesso con i materiali SSS io sballerei e mi verrebbe in mente di prendere la macchina del tempo e rifare la tesi.. visto che farei vedere il fascio laser...) è prendere un bel poligono piatto e trac. ma la luce da quel poligono non diffonde coerentizzata.
    allora si prova con alcuni artefatti (un bel tubo che include tutta la sorgente, ecc.) risultati deludenti..
    anche e soprattutto per l'effetto di uscita della luce.

    avete mai provato un diodo laser? al buio lo potete anche vedere distintamente a decine di metri di distanza pur avendo un wattaggio molto ridotto.
    lampadine con decine di watt in più non sortiscono lo stesso effetto proprio per la non coerentizzazioe di uscita della luce (nella vita reale).
    Difficilmente vedrei un muro anche debolmente illuminato da una lampadina posta nel cortile del mio vicino, ma vedo molto bene il puntatore. e tutto sta nella fonte e da come questa fonte produce la radiazione.

    In maxwell, secondo quello che vedo e secondo quello che penso (ma sono elucubrazioni di astrazione pura)
    il modello di generazione delle fonti di luce non è parametrabile a laser.

    ma potrei sbagliare..

    Davhub
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