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https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15038
Tipo de Documento: | Dissertação |
Título : | Criação de materiais compostos por BRDFs tabulares |
Autor : | Nunes, Mislene da Silva |
Fecha de publicación : | 22-feb-2021 |
Director(a): | Carvalho, Beatriz Trinchão Andrade de |
Co-Director(a): | Miranda Junior, Gastão Florêncio |
Resumen: | Na representação computacional do que é visto no mundo real, a modelagem da aparência busca representar a forma como os materiais refletem a luz em uma certa direção sob diferentes configurações de iluminação. Essa modelagem é feita através de funções de refletância. Neste trabalho, temos como foco a função de distribuição de refletância bidirecional (do inglês, Bidirectional Reflectance Distribution Function - BRDF), que descreve a refletância em um ponto na superfície através do quociente entre a radiância refletida e a irradiância incidente neste ponto. Essa função pode ser representada computacionalmente de diferentes formas, onde destacam-se amostras tabulares, modelos analíticos e combinações lineares de uma base de BRDFs preexistentes. Por serem obtidas a partir de medições, as BRDFs representadas por amostras tabulares apresentam um alto grau de realismo ao custo de um processo de aquisição mais demorado e um elevado espaço de armazenamento. Tendo como objetivo a criação de materiais inéditos e com aparência realista, este trabalho propõe um pipeline para gerar novos materiais a partir de uma base de BRDFs tabulares. Para isso, a base passa por um pré-processamento para que as características de refletância mais relevantes sejam mantidas. Em seguida, estas BRDFs pré-processadas são agrupadas a fim de obter grupos com características de refletância semelhantes. A partir da seleção de BRDFs de um ou mais grupos de interesse, é proposta uma abordagem para criar materiais inéditos que apresentam características de refletância dos grupos de interesse. Essa abordagem combina um método de redução de dimensionalidade a um algoritmo de agrupamento. Dessa forma, novos materiais foram criados utilizando o pipeline proposto com diferentes métodos de redução de dimensionalidade linear (Multidimensional Scaling - MDS) e não-lineares (Isometric Feature Mapping - ISOMAP e Locally Linear Embedding - LLE) combinados ao algoritmo de agrupamento k-means. Uma análise da suavidade da aparência de sequências de novos materiais criados foi realizada utilizando Root Mean Square Error - RMSE. |
Resumen : | In the computational representation of what is seen in the real world, appearance modeling seeks to represent how the materials reflect light in a certain direction under different lighting settings. This modeling is performed through reflectance functions. In this work, we focus on the Bidirectional Reflectance Distribution Function - BRDF, which describes the reflectance at a point on the surface through the quotient between reflected radiance and incoming irradiance on that point. This function can be represented computationally in different ways, in which stand-out tabular samples, analytical models, and linear combinations of a database of pre-existing BRDFs. As they are obtained from measurements, BRDFs represented by tabular samples present a high degree of realism at the cost of a more time-consuming acquisition process and high storage space. Aiming at creating novel and realistic-looking materials, this work proposes a pipeline to generate new materials from a tabular BRDF database. To this end, the database is preprocessed so that the main relevant reflectance features are maintained. Then, the preprocessed BRDFs are clustered in order to obtain clusters with similar reflectance features. From the selection of BRDFs from one or more clusters of interest, we propose an approach to creating novel materials which present reflectance features from the clusters of interest. This approach combines a dimensionality reduction method with a clustering algorithm. Thus, new materials were created using the proposed pipeline with different linear (Multidimensional Scaling - MDS) and nonlinear (Isometric Feature Mapping - ISOMAP and Locally Linear Embedding - LLE) dimensionality reduction methods combined with the k-means clustering algorithm. An analysis of the smoothness of the appearance of sequences of newly created materials was performed using Root Mean Square Error - RMSE. |
Palabras clave : | Computação Materiais compostos Multidimensional Scaling Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) BRDFs Materiais Redução de dimensionalidade Agrupamento Materials Dimensionality reduction Clustering |
Área CNPQ: | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO |
Patrocinio: | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES |
Idioma : | por |
Institución: | Universidade Federal de Sergipe |
Programa de Posgrado: | Pós-Graduação em Ciência da Computação |
Citación : | NUNES, Mislene da Silva. Criação de materiais compostos por BRDFs tabulares. 2021. 84 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da computação) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2021. |
URI : | https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/15038 |
Aparece en las colecciones: | Mestrado em Ciência da Computação |
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