Läpinäkyvyys ja heijastuminen mallinnuksessa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä käsitellään valon heijastumista ja taittumista 3d-mallinnuksessa. Työssä tutkitaan valon kulkua simuloivia mallinnusmenetelmiä. Teoriaosassa käydään läpi valoa fysikaalisena ilmiönä. Valon kulkua havainnollistetaan aalto-opin ja geometrisen optiikan avulla. Valon kulkua ja kuvan muodostumista tutkitaan peileillä ja linsseillä. Tämän lisäksi tutkitaan valon siroamista prismassa. Seuraavaksi perehdytään valon fysiikkaa simuloiviin menetelmiin mallinnuksessa. Näitä menetelmiä ovat ray tracing ja photon mapping. Molemmat tekniikat simuloivat valon kulkua geometrisen optiikan periaatteilla, mutta niillä saadaan mallinnettua eri ilmiöitä. Menetelmien sovelluksia tutkittiin käytännössä 3ds max 6 -mallinnusohjelmistolla. Sovelluksien avulla mallinnettiin Aalto-maljakko valokuvien perusteella. Avainsanat: heijastuminen, taittuminen, ray tracing, photon mapping.

This thesis deals with reflection and refraction of light in 3d modelling and it also examines modelling methods which simulate light transmission. The theory part deals with the behaviour of light as a physical phenomenon. The behaviour of light is studied through Huygens' Principle and geometrical optics. Light transmission and image formation is observed in mirrors and lenses. Furthermore, the dispersion of light in prism is studied. Next, the study presents methods that simulate the physics of light in modelling. These methods include ray tracing and photon mapping. Both techniques simulate light transmission with principles of geometrical optics, but they are used to visualize different phenomena. The applications of the methods were studied in practise with 3ds max 6 modelling software. A 3d model of the Aalto vase was created with these applications, based on photographs.