Ölçümlenmiş yüzey altı saçılımı sunumu için genetik algoritma tabanlı bir eklenti
A genetic algorithm based plugin for measured subsurface scattering representation
Yazar: BARIŞ YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KURT
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uluslararası Bilgisayar Ana Bilim Dalı / Bilgi Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Bilgisayar grafikleri = Computer graphics ; Eklenti = Insertion ; Genetik algoritmalar = Genetic algorithms ; Görüntüleme = Imaging ; Saçılma = Scattering ; Tekil değer ayrışımı = Singular value decomposition

Özet:
Bu tezde homojen ve heterojen yarı saydam malzemelerin yüzeyaltı saçılımı etkilerini üç boyutlu modelleme aracında sunabilecek bir eklentiyi geliştirmek için ve bu yüzeyaltı saçılımı etkilerinin doğru şekilde temsili için çeşitli BSSRDF modelleri, sıkıştırma tabanlı ve genetik optimizasyon tabanlı temsiller incelenmiştir. Bu modellerin incelenmesiyle elde edilen verilere göre, üç boyutlu bir modelleme aracında homojen ve heterojen yarı saydam malzemelerin doğru ve verimli şekilde hesaplanarak, gerekli görselleştirmelerin yapılabilmesini sağlayan, genetik optimizasyon ve Tekil Değer Ayrıştırma (Singular Value Decomposition - SVD) tabanlı bir eklenti önerilmiştir. Eklenti, Blender modelleme aracında yüzeyaltı saçılımı modelinin seçimi ile hazırlanan sahnelerin Mitsuba görüntüleyicisi kullanılarak görüntülenmesini sağlamaktadır.
Bilgisayar grafikleri alanında homojen ve özellikle heterojen yarı saydam malzemelerin verimli şekilde sunumu oldukça yaygın bir sorundur. Homojen yarı saydam malzemeleri doğru şekilde sunabilen birçok yöntem, heterojen yarı saydam malzemeleri görsel olarak doğru şekilde sunabilmek için uygun olmamaları sebebiyle büyük bir dezavantaja sahiptir.
Hem homojen, hem de heterojen yüzeyaltı saçılımı etkilerini başarıyla sunabilen genetik optimizasyon ve SVD tabanlı eklenti, farklı objeler üzerinde denenerek, gerçek zamanlı oluşturma süreleri ve gerekli depolama alanları gibi değerler üzerinden, diğer eklentilerle kıyaslanmıştır.

Abstract:
In this thesis, various BSSRDF models, compression-based and genetic optimization-based representations were examined to develop a plugin that can present the subsurface scattering effects of homogeneous and heterogeneous translucent materials in 3D modeling tool and to represent these subsurface scattering effects accurately. According to the measured data obtained by examining these models, a genetic optimization and Singular Value Decomposition (SVD) based plugin was proposed, which enables the necessary visualizations to be made by accurately and efficiently calculating homogeneous and heterogeneous translucent materials in a 3D modeling tool. The plugin allows the rendering of scenes prepared by selecting the subsurface scattering model in the Blender modeling tool, using Mitsuba renderer.
Efficient representation of homogeneous and especially heterogeneous translucent materials is a very common problem in computer graphics. Many methods that can represent homogeneous translucent materials accurately have a major disadvantage in that they are not suitable for visually accurately representing heterogeneous translucent materials.
Genetic optimization and SVD-based plugin, which can successfully represent both homogeneous and heterogeneous subsurface scattering effects, has been tested on different objects and compared with existing plugins in terms of real-time rendering times and required storage spaces.