Skip to main content

Işın İzleme (Ray Tracing) - Adım 1.

Işın izleme (Ray Tracing), bilgisayar ile modelleme uygulamalarında, son adımda gerçekçi görüntünün en gerçekçi haline geldiği aşamadır. Burda yapmaya çalışacağımız şey kendi basit ışın izleme sistemimizi oluşturmak. Bunun için öncelikle çıktı olarak elde edeceğimiz resim dosyasını yaratmamızı sağlayan kütüphaneleri oluşturuyoruz.


İzleyeceğimiz yol ve kodlar, Peter Shirley'in yazdığı "Realistic Ray Tracing" kitabının ikinci baskısından alınarak bazı modifikasyonlarla güncellenmiştir. Kodlar c++ ile yazılmıştır. Nasıl derleneceği yazının sonunda anlatılacaktır.


İlk iki kütüphanemiz rgb.h ve image.h aşağıdaki şekildedir.


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
#ifndef RGB_H
#define RGB_H


#include <assert.h>


#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <fstream>
#include <istream>
#include <string.h>


using namespace std;


class rgb {
public:



rgb() {}
rgb(float r, float g, float b) { data[0] = int(r)%256; data[1] = int(g)%256; data[2] = int(b)%256; }


rgb(const rgb &c)
{ data[0] = c.r(); data[1] = c.g(); data[2] = c.b(); }
float r() const { return data[0]; }


float g() const { return data[1]; }
float b() const { return data[2]; }


rgb operator+() const { return rgb( data[0], data[1], data[2]); }


rgb operator-() const { return rgb(-data[0],-data[1],-data[2]); }


float operator[](int i) const {assert(i >= 0 && i < 3); return data[i];}


float& operator[](int i) {assert(i >= 0 && i < 3); return data[i];}


rgb& operator+=(const rgb &c) { data[0] += c[0]; data[1] += c[1];


data[2] += c[2]; return *this; }
rgb& operator-=(const rgb &c) { data[0] -= c[0]; data[1] -= c[1];


data[2] -= c[2]; return *this; }
rgb& operator*=(const rgb &c) { data[0] *= c[0]; data[1] *= c[1];


data[2] *= c[2]; return *this; }
rgb& operator/=(const rgb &c) { data[0] /= c[0]; data[1] /= c[1];


data[2] /= c[2]; return *this; }
rgb& operator*=(float f) { data[0] *= f; data[1] *= f;


data[2] *= f; return *this; }
rgb& operator/=(float f) { data[0] /= f; data[1] /= f;


data[2] /= f; return *this; }


float data[3];


};


inline bool operator==(rgb c1, rgb c2) {
return (c1.r() == c2.r() && c1.g() == c2.g() && c1.b() == c2.b()); }


inline bool operator!=(rgb c1, rgb c2) {
return (c1.r() != c2.r() || c1.g() != c2.g() || c1.b() != c2.b()); }


inline istream &operator>>(istream &is, rgb &c) {return (is >> c[0] >> c[1] >> c[2]); }


inline ostream &operator<<(ostream &os, rgb &c) {return (os << c[0] << " " << c[1] << " " << c[2]); }


inline rgb operator+(rgb c1, rgb c2) {
return rgb(c1.r()+c2.r(), c1.g()+c2.g(), c1.b()+c2.b());}
inline rgb operator-(rgb c1, rgb c2) {


return rgb(c1.r()-c2.r(), c1.g()-c2.g(), c1.b()-c2.b());}
inline rgb operator*(rgb c1, rgb c2) {
return rgb(c1.r()*c2.r(), c1.g()*c2.g(), c1.b()*c2.b());}
inline rgb operator/(rgb c1, rgb c2) {


return rgb(c1.r()/c2.r(), c1.g()/c2.g(), c1.b()/c2.b());}
inline rgb operator*(rgb c, float f) {
return rgb(c.r()*f, c.g()*f, c.b()*f);}


inline rgb operator*(float f, rgb c) {
return rgb(c.r()*f, c.g()*f, c.b()*f);}
inline rgb operator/(rgb c, float f) {


return rgb(c.r()/f, c.g()/f, c.b()/f);}


#endif


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------


#ifndef IMAGE_H
#define IMAGE_H


#include "rgb.h"


using namespace std;


class Image
{
public:


Image() {}
Image(int w, int h);
Image(int w, int h , rgb c);


void setPixel(int x, int y, rgb c)
{
if (!(x >= 0 && x < w && y >= 0 && y < h))


{
cerr << "Image::setPixel w = " << w << " h = " << h
<< " requested pixel (" << x << ", " << y << ")"


<< endl;
exit(0);
}
data[x][y] = c;
}


rgb getPixel(int x, int y) const
{
x = ( x >= 0 ? x : 0);


x = ( x < w ? x : w-1);
y = ( y >= 0 ? y : 0);
y = ( y < h ? y : h-1);


if (!(x >= 0 && x < w && y >= 0 && y < h))


{
cerr << "Image::getPixel w = " << w << " h = " << h << endl


<< " requested pixel (" << x << ", " << y << ")"
<< endl;


exit(0);
}

return data[x][y];
}


int width() const { return w; }
int height() const { return h; }


void readPPM (char* file_name);
void writePPM(char * filename) const;


private:
rgb **data;
int w, h;
};
#endif


--------------------------------------------------------------------------------------------------------------


#include "image.h"


using namespace std;


Image::Image(int w_, int h_ ) : w(w_), h(h_) {
assert(w > 0 && h > 0);


data = new rgb*[w];
assert(data != 0);
for (int i = 0; i < w; i++) {


data[i] = new rgb[h];
assert(data[i]);
}
}


Image::Image(int w_, int h_ , rgb c) : w(w_), h(h_) {


assert(w > 0 && h > 0);
data = new rgb*[w];


assert(data != 0);
for (int i = 0; i < w; i++) {


data[i] = new rgb[h];
assert(data[i]);
for (int j = 0; j < h; j++)


data[i][j] = c;
}
}


void Image::writePPM(char * filename) const {


ofstream s;

s.open(filename);


s << "P3\n" <<"#"<<filename<<"\n"<<w << " " << h << "\n255\n";


for (int y = h-1; y >= 0; y--)
{


for (int x = 0; x < w; x++)
{
s<<data[x][y].r()<<" "<<data[x][y].g()<<" "<<data[x][y].b()<<" ";


}
s<<endl;
}

s.close();
}




void Image::readPPM (char* file_name)
{
int i, j;
ifstream in;


in.open(file_name);
if (!in)
{
cerr << "ERROR -- Can't find PPM file \'" << string(file_name) << "\'\n";


exit(0);
}
string file_type, garbage;
rgb pix_col;

// read in ppm header info


in >> file_type >> w >> h >> garbage;

// create new raster with correct size
data = new rgb*[w];


for (i = 0; i < w; i++)
data[i] = new rgb[h];


// now read in pixel rgb values and assign to raster


int red, green, blue;
for (i = h-1; i >= 0; i--)
for (j = 0; j < w; j++)


{
in >> red >> green >> blue;
pix_col[0] = (float(red));


pix_col[1] = (float(green));
pix_col[2] = (float(blue));


data[j][i] = pix_col;


}
}
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hemen yukarıdaki kod da image.cc olarak kaydedilebilir. Burada da görüldüğü üzere image.h içinde belirtilen fonksiyonların tanımları yapılmaktadır. Bir ana programda bu kütüphanelerin nasıl kullanılabilieceğini gösterelim


//by Sukru OZAN, Sept. 2009
#include <vector>
#include <iostream>


#include "rgb.h"
#include "image.h"


using namespace std;


int main ()
{



Image im(500,500);
for (int i=0;i<500;i++)


for (int j=0;j<500;j++) im.setPixel(i,j,rgb(0.0,0.0,128.0));


im.writePPM("Deneme.ppm");
}


Bu dosyayı da step1.cc olarak kaydettiğimizi düşünelim. Tüm bu kodlar aynı klasörde bulunurken


g++ -o step1 step1.cc image.cc


Komutu ile derleyip "./step1" ile çalıştırdığımızda 500x500 büyüklüğünde koyu mavi bir imge elde ederiz.




Comments

Popular posts from this blog

LaTeX'te Sunum Hazırlamak

Latex'i kullanarak projeksiyon cihazlarında sunulmaya yönelik çok güzel sunumlar hazırlamak mümkün olmaktadır. Oluşturulan dosya PDF olduğundan ve her işletim sisteminde (linux, mac os, unix, windows vs.) en azından bir tane PDF okuyucu program olduğundan, hazırlanan sunumların taşınabilirliği de azami seviyede olmaktadır. Tabi ki latex'in en üstün olduğu nokta olan mükemmel fontlar ve matematiksel denklem yazılımları latex'te hazırlanan sunumlar için de geçerli olmaktadır. Aşağıdaki linklerden indireceğiniz pakette örnek sunuma ait gerekli dosyaları bulabilirsiniz. Daha ayrıntılı bilgi almak isterseniz bana ulaşabilirsiniz.
Link : DROPBOX

Hazırladığım örnek sunumun slaytları şu şekilde:





















Mint Linux Masaüstü Font Rengini Değiştirmek

Vallaha Mint Linux'tan halen memnunum. Yapmak isteyip de yapamadığım bir şey çıkmadı henüz. Olursa o konuda da bilgi vermek isterim.
XFCE masaüstü arayüzünü kullanan mint linux günümüz Ubuntu sürümleri ile gelen arayüzler düşünüldüğünde çok sade kalıyor. Ancak bu sadeliği benim gibi birçok görece "yaşlı" insanın da tercih edebileceğini düşünüyorum. Kafa rahat böyle ohhh!
Neyse... Gene de tabi insan biraz masaüstüne ayar vermek istiyor. Ben masaüstümde o günlerde ilgi duyduğum filmlerdeki kahramanların resimlerini koymayı severim. Bu aralar da favorim "the Hobbit" filmi olduğu için, internette sıklıkla kullanılan bir duvar kağıdını kullanmak istedim. Ancak duvar kağıdı koyu renkliydi ve masaüstü simgelerine ait yazılar siyah olduğundan duvar kağıdı üzerinde görünmüyordu. Bunu değiştirmek  "ayarlar->kişiselleştir->..." gibi tarif edilebilecek bir şey olmadığından buraya not düşmeyi uygun gördüm. Zaten öncelikle kendime bir şeyler hatırlatmasını iste…

Linux Sistemde NVidia Ekran Kartı ile Çoklu Monitör Uygulaması

Bir Önceki uygulamanın benzeri şekilde, bu sfer desktop bilgisayarda masa üstünü iki LCD üzerinde kullanmayı denedim ve bundan da çok güzel bir sonuç elde edildiğini gördüm. Elimizdekiler şunlar;

NVidia G-Force ekran kartlı bir P4 bilgisayar, iki monitör çıkışına sahip, Üzerinde Ubuntu 9.04 işletim sistemi yüklü, kernel 2.6.28-15
Philips 190 VW LCD monitörPhilips 170S LCD monitör
Ubuntu kurulumda Nvidia ile ilgili programları kurmuştu ancak bunları sornadan da indirmek mümkün. System->Administration -> Nvidia X Server Settings uygulaması açıldığında zaten sistemin iki monitörü de gördüğünü farkedeceksiniz. Ana ekranı ekran çözünürlüklerini xinerama seçeneğini seçtikten sonra logout ve login yaptığınızda sonucu direk olarak görebiliyorsunuz. Ati ekran kartına göre Nvidia da bu işleri gerçekleştirmek gerçekten çok zahmetsiz oldu. Sonuç da aşağıdaki gibi oldu. İki ekranda American Dad'in iki ayrı bölümünün oynadığını görebilirsiniz.