Báo cáo "Nghiên cứu một số hiệu ứng bóng và ánh sáng trong xây dựng các ứng dụng thực tại ảo " pdf

Nghiên cứu một số hiệu ứng bóng và ánh sáng
trong xây dựng các ứng dụng thực tại ảo

Trịnh Xuân Hùng

Trường Đại học Công nghệ
Luận văn Thạc sĩ ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10
Người hướng dẫn: PGS.TS.Đỗ Năng Toàn
Năm bảo vệ: 2011

Abstract: Sơ lược về thực tại ảo và hiệu ứng bóng - ánh sáng. Trình bày những vấn đề
cơ bản về thực tại ảo, ứng dụng thực tại ảo. Đề cập đến một số lý thuyết cơ bản về ánh
sáng, nguồn sáng, và các mô hình của chúng. Trình bày một số hiệu ứng bóng - ánh
sáng trong ứng dụng thực tại ảo. Tập trung trình bày hai hiệu ứng chính của ánh sáng
khi đến và tương tác với bề mặt đối tượng đó là “hiệu ứng bóng bề mặt”, và “hiệu ứng
bóng đổ”. Với mỗi loại hiệu ứng đều có những phương pháp, mô hình thể hiện khác
nhau, mà phần nội dung này của luận văn cũng đề cập đến. Giới thiệu về một chương
trình thử nghiệm “Huấn luyện bắn súng” được xây dựng nhằm thể hiện cho các kết
quả

Keywords: Công nghệ thông tin; Công nghệ phần mềm; Hiệu ứng bóng; Thực tại ảo;
Tin học

Content
Trong những năm gần đây, thực tại ảo là một lĩnh vực được quan tâm phát triển, nó đang ngày
càng chứng tỏ vai trò của mình trong sự phát triển của công nghệ thông tin nói riêng và các
lĩnh vực của đời sống, xã hội nói chung. Hiện nay thực tại ảo đang được ứng dụng phổ biến
trong nhiều lĩnh vực khác nhau, có thể kể đến như: Quân sự, giáo dục, kỹ thuật - xây dựng,
giải trí vv
Một trong những yêu cầu quan trọng của các ứng dụng thực tại ảo là phải thể hiện theo thời
gian thực các hiệu ứng bóng - ánh sáng. Mỗi hiệu ứng bóng - ánh sáng lại có những mô hình,

phương pháp thể hiện khác nhau. Ty vậy, chưa có một mô hình cũng như phương pháp nào
phù hợp cho mọi đối tượng, mọi hiệu ứng. Do đó, việc tìm hiểu và nghiên cứu các hiệu ứng
bóng - ánh sáng và bản chất của chúng là một việc cần thiết, có ý nghĩa trong xây dựng và
phát triển các ứng dụng thực tại ảo nói riêng và ứng dụng mô phỏng nói chung.
Xuất phát từ hoàn cảnh đó, luận văn lựa chọn đề tài “Nghiên cứu một số hiệu ứng bóng và
ánh sáng trong xây dựng các ứng dụng thực tại ảo” nhằm hệ thống hóa các mô hình,
phương pháp thể hiện hiệu ứng bóng – ánh sáng trong ứng dụng thực tại ảo nói riêng và trong
các ứng dụng mô phỏng thời gian thực nói chung.
Cấu trúc của luận văn bao gồm “Phần mở đầu”, “Phần kết luận” và ba chương nội dung, cụ
thể:
Chương 1: Sơ lược về thực tại ảo và hiệu ứng bóng - ánh sáng. Phần này trình bầy những vấn
đề cơ bản về thực tại ảo, ứng dụng thực tại ảo, đồng thời cũng đề cập đến một số lý thuyết cơ
bản về ánh sáng, nguồn sáng, và các mô hình của chúng từ đó làm cơ sở cho các nội dung
được trình bày trong “Chương 2”.

2
Chương 2: Một số hiệu ứng bóng - ánh sáng trong ứng dụng thực
tại ảo. Đây là chương nội dung chính của luận văn. Nó tập trung trình bày hai
hiệu ứng chính của ánh sáng khi đến và tương tác với bề mặt đối tượng đó là “hiệu ứng bóng
bề mặt”, và “hiệu ứng bóng đổ”. Với mỗi loại hiệu ứng đều có những
phương pháp, mô hình thể hiện khác nhau, mà phần nội dung này của luận văn cũng
đề cập đến.
Chương 3: Chương trình thử nghiệm. Đây là chương học viên giới thiệu về một chương trình
thử nghiệm “Huấn luyện bắn súng” được xây dựng nhằm thể hiện cho các kết quả đã được
trình bày, tổng hợp trong luận văn.

References
Tiếng Việt
Đề tài “Ứng dụng công nghệ thực tại ảo trong bảo tàng các di sản”, Đề tài cấp Viện KH&CN
Việt Nam 2004-2006.

Đặng Văn Đức, Lê Hải Khôi, Vũ Đức Thi, "Công nghệ thực tại ảo và ứng dụng", Báo cáo
khoa học tại Hội nghị khoa học 30 năm thành lập Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam.
Trịnh Xuân Hùng, Lê Hải Khôi, Đỗ Năng Toàn, Trần Thanh Hiệp, Trịnh Hiền Anh, Hà Xuân
Trường “ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC TẠI ẢO TRONG BẢO TÀNG CÁC DI
SẢN” Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về “Các vấn đề chọn lọc của CNTT”, Đà Lạt 15-
17/6/2006, tr 356-367
Trần Thanh Hiệp, Đỗ Năng Toàn, Phạm Tấn Năm, Trịnh Hiền Anh (2005), “Một kỹ thuật tiếp
cận trong tạo mô hình 3 chiều”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về “Các vấn đề chọn lọc
của CNTT”, Hải Phòng 25-27/8/2005, tr 631-642.
Lê Hải Khôi, Đỗ Năng Toàn, Phạm Thế Anh, Trịnh Xuân Hùng (2005), “Một cách tiếp cận
cho hiển thị hình ảnh 3 chiều”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia về “Các vấn đề chọn lọc
của CNTT”, Hải Phòng 25-27/8/2005, tr 396-404.
Huỳnh Quyết Thắng, Lê Tấn Hùng, “Kỹ thuật đồ họa”. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật
năm 2000.
Tiếng Anh
Forsyth Ponce “Computer Vision A Modern Approach”
Van Oosterom, A; Strackee, J (1983). "The Solid Angle of a Plane Triangle". IEEE Trans.
Biom. Eng. BME-30 (2): tr 125–126.

Rusinkiewicz, S "A Survey of BRDF Representation for Computer Graphics". Retrieved
2007-09-05.

3
Wolfgang Heidrich “High Quality Shadingand Lighting for Hardware accelerated
Rendering” Erlangen–1999
Phong Bùi Tường, “Illumination for computer generated pictures”, Communications of ACM
18 (1975), no. 6, tr 311–317.
Addison Wesly “OpenGL Shading Language, Second Edition”, January 25, 06
Ikrima Elhassan, “Shadow Algorithms” , 20-02-2007.

A.Schilling (Editors) M.Doggett, W.Heidrich, W.Mark, “An Optimized
Soft Shadow Volume Algorithm with Real - Time Performance”
Graphics Hardware (2003)
Andrew Poulin, Woo, Pierre Fournier, Alain, “A Survey of shadow algorithms”, IEEE
CG&A, 1990.
T.Akenine-Möller and U. Assarsson, ”On Shadow Volume Silhouettes”,” submitted to
Journal of Graphics Tools, 2003.
U.Assarsson and T.Akenine-Möller, “A Geometry-Based Soft Shadow Volume Algorithm
using Graphics Hardware”, to appear in SIGGRAPH 2003.
AILA,T., AND AKENINE-M OLLER, T.2004. “A hierarchical shadow volume algorithm”. In
Proceedings of Graphics Hardware 2004, Eurographics Association, Eurographics, tr
15–23.
ALDRIDGE, G., AND WOODS, E. 2004. “Robust, geometry independent shadow volumes”.
In Proc.2nd Int. Conf. on Comp. graphics and Interactive Techniques in
Austalasiaand Southeast Asia (Graphite), ACM Press, vol.2, ACM, tr 250–253.
Samuel Hornus, Jared Hoberock, Sylvain Lefebvre, John C. Hart. “ZP+: correct Z-pass
stencil shadows”. ACM Symposium on Interactive 3D Graphics and Games - April
2005
W.Heidrich, S.Brabec, and H-P. Seidel, ”Soft Shadow Maps for Linear Lights”, 11th
Eurographics Workshop on Rendering, pp. 269-280, 2000.
Andrew V.Nealen, “Shadow Volume and Shadow Mapping, Recent Development in Real-time
Shadow Rendering”, University of British Columbia, 2000.