← Zpět na přehled PG2 / 03 Úvod

Databáze

Databáze a vizualizační nástroje

  • Jiří Filip · ÚTIA AV ČR · ANI-PG2
  • Veřejně dostupná data měřených materiálů a jejich vizualizace.
  • PDF exportováno 7. 10. 2026; staré datum 8. 9. 2018 v textové vrstvě je údaj šablony, nikoli ověřený termín přednášky.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 1
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 1
Původní snímek · 1Původní PDF strana 1

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 1

Databáze

BRDF databases

  • MERL [Matusik et al., SIGGRAPH 2003]: 100 isotropic BRDFs. Fitted models: Ngan et al.
  • UTIA [Vávra & Filip, PG 2014]: 150 anisotropic BRDFs.
  • RGL [Dupuy & Jakob, 2018]: 36 spectral BRDFs, including 4 anisotropic; wavelengths 310–1100 nm.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 2
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 2
Původní snímek · 2Původní PDF strana 2

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 2

Databáze

BTF databases

  • CURET (Columbia & Utrecht): 61 BTFs with limited sampling directions.
  • Yale University BTF database.
  • Bonn BTF database: 100 BTFs.
  • UTIA BTF database: 22 BTFs.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 3
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 3
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 3
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 3
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 3
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 3
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 3
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 3
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 3
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 3
Původní snímek · 3Původní PDF strana 3

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 3

Databáze

SVBRDF and commercial scanning

  • OpenSVBRDF: 1000+ isotropic PBR maps.
  • ChaosScans V-Ray and xRite TAC7: custom BTF formats.
  • SIGHTTEX Q: open BTF formats BIG and MIF.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 4
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 4
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 4
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 4
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 4
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 4
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 4
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 4
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 4
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 4
Původní snímek · 4Původní PDF strana 4

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 4

Databáze

UTIA anisotropic BRDF database

  • 150 materials: 16 wood, 6 carpet, 96 fabric, 16 leather, 6 plastic and 10 other materials.
  • Fabric: upholstery, apparel and cushion. Leather includes genuine and imitation materials.
  • Other materials include plaster, paper and paint.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 5
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 5
Původní snímek · 5Původní PDF strana 5

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 5

Databáze

UTIA BRDF: angular sampling

  • The source shows the complete material overview.
  • Elevation step: 15°. Azimuthal step: 7.5°.
  • Counts and sampling figures describe the lecture dataset snapshot.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 6
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 6
Původní snímek · 6Původní PDF strana 6

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 6

Databáze

UTIA BTF: 22 materials

  • 6 BTFs as collections of images.
  • 16 BTFs in BIG data format.
  • The source panel shows the measured samples.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 7
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 7
Původní snímek · 7Původní PDF strana 7

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 7

Souřadnice a interpolace

Appearance visualization: the pipeline

  • Texture mapping.
  • World-to-local coordinate transformation and local texture space.
  • Local texture-space and measured-direction interpolation.
  • Point light versus environment illumination.
  • Anti-aliasing.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 8
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 8
Původní snímek · 8Původní PDF strana 8

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 8

Souřadnice a interpolace

Texture mapping

  • 3D geometry v is paired with per-vertex 2D texture coordinates (s,t).
  • The unwrapped triangle mesh maps the 2D texture onto the 3D surface.
  • The original illustration shows the mapping and seams.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 9
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 9
Původní snímek · 9Původní PDF strana 9

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 9

Souřadnice a interpolace

World versus local coordinate systems

  • World-space light and view directions must be expressed in the local texture frame.
  • The local frame follows the surface and texture orientation.
  • The source contrasts world light/view positions Lw,Vw with local directions L,V.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 10
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 10
Původní snímek · 10Původní PDF strana 10

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 10

Souřadnice a interpolace

Local texture space

  • N: averaged per-face normals. T: derived from geometry and texture coordinates (v,s,t).
  • B: cross product of N and T.
  • T, B and N define the transformation between world and local coordinates.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 11
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 11
Původní snímek · 11Původní PDF strana 11

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 11

Souřadnice a interpolace

World-to-local direction transformation

  • Obtain illumination and view directions in the local texture frame.
  • For an orthonormal frame: Llocal = (T·Lw, B·Lw, N·Lw); likewise for the view direction.
  • The original matrix and geometric construction are retained in the source panel.

Poznámka GRAFIT: interpolace vektorů obecně nezachová jejich jednotkovou délku ani kolmost. Při použití lokálního rámce je potřeba jeho normalizace a případná ortogonalizace.

Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 12
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 12
Původní snímek · 12Původní PDF strana 12

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 12

Souřadnice a interpolace

Per-triangle versus per-pixel LTS

  • The source compares a 1000-triangle model using a per-triangle frame and an interpolated per-pixel frame.
  • The original renderings show how interpolation changes the appearance.
  • Source credit: Haindl & Filip, Material Appearance.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 13
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 13
Původní snímek · 13Původní PDF strana 13

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 13

Souřadnice a interpolace

Local texture-space interpolation

  • Barycentric weights are ratios of corresponding triangle areas; w1+w2+w3=1.
  • Interpolate T, B and N from vertex values using the same weights.
  • The source notes hardware support for intra-triangle interpolation in shaders.

Poznámka GRAFIT: interpolace vektorů obecně nezachová jejich jednotkovou délku ani kolmost. Při použití lokálního rámce je potřeba jeho normalizace a případná ortogonalizace.

Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 14
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 14
Původní snímek · 14Původní PDF strana 14

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 14

Souřadnice a interpolace

Barycentric interpolation

  • Weights describe a point as p = w1·v1 + w2·v2 + w3·v3, with w1+w2+w3=1.
  • All three weights strictly positive: point inside the triangle.
  • A zero weight: point on the opposite edge when the other weights are nonnegative. Two zero weights: the corresponding vertex.
  • A negative weight places the point outside across the opposite edge. Source: Möbius 1827; Coxeter 1969; Fauvel et al. 1999.

Poznámka GRAFIT: interpolace vektorů obecně nezachová jejich jednotkovou délku ani kolmost. Při použití lokálního rámce je potřeba jeho normalizace a případná ortogonalizace.

Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 15
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 15
Původní snímek · 15Původní PDF strana 15

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 15

Souřadnice a interpolace

Measured-direction interpolation

  • Compare no interpolation, local texture-space interpolation and LTS + BTF interpolation.
  • Analytical reflectance models evaluate arbitrary directions; measured BTF samples require interpolation between measured directions.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 16
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 16
Původní snímek · 16Původní PDF strana 16

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 16

Souřadnice a interpolace

Nine BTF images for one evaluation

  • The source combines three nearby illumination directions with three nearby view directions.
  • The interpolated value is the weighted sum of nine BTF images.
  • Each coefficient is the product of the illumination and viewing barycentric weights.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 17
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 17
Původní snímek · 17Původní PDF strana 17

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 17

Souřadnice a interpolace

Measured-direction interpolation on the GPU

  • Interpolate for each rendered pixel or fragment.
  • Indices and weights for the three closest directions can be precomputed and stored, for example in cube maps.
  • The source describes graphics-hardware implementation. Directions above the measured elevation range require special treatment.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 18
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 18
Původní snímek · 18Původní PDF strana 18

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 18

Vykreslování

Appearance rendering

  • Outgoing radiance consists of emitted and reflected radiance. The source crosses out the emitted term for its non-emissive example.
  • The rendering equation combines surface reflectance, incident radiance and the projected-area cosine over incident directions.
  • The source panel preserves the original equation and labels.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 19
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 19
Původní snímek · 19Původní PDF strana 19

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 19

Vykreslování

Integrating measured appearance

  • Integrate reflected radiance over the hemisphere. The source notes that the foreshortening term is included in its BTF data convention.
  • A single directional-light evaluation is a limited illumination approximation.
  • Approximate the integral by a finite weighted sum of directional-light contributions.
  • The original plot compares mean pixel luminance for a leather BTF.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 20
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 20
Původní snímek · 20Původní PDF strana 20

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 20

Vykreslování

Point light versus environment illumination

  • The source contrasts a fast idealized point-light rendering with more demanding environment illumination.
  • The original images show the difference in appearance under these two illumination setups.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 21
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 21
Původní snímek · 21Původní PDF strana 21

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 21

Vykreslování

Environment illumination

  • Approximate the environment by a set of light contributions.
  • The source describes smoother images through convolution with the lighting.
  • Rendering is slower; optimization techniques are available.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 22
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 22
Původní snímek · 22Původní PDF strana 22

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 22

Vykreslování

Anti-aliasing and mip-mapping

  • Rasterization may introduce aliasing artifacts.
  • Mip-mapping downsamples the image to lower resolutions (Gaussian pyramid).
  • Select an appropriate pyramid level for the projected texture footprint; the source describes this in terms of observer distance.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 23
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 23
Původní snímek · 23Původní PDF strana 23

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 23

Vykreslování

Mip-mapping and anisotropic filtering

  • The source compares mip-mapping and anisotropic filtering visually.
  • Its illustrative overhead figures are 50% and 100%; these are source figures for its setup, not universal memory costs.
  • Mip-map storage depends on representation; a complete 2D power-of-two mip chain is about one third extra texels before compression and padding.

Upřesnění GRAFIT k nákladům paměti: čísla na původním snímku jsou závislá na konkrétním uspořádání dat.

Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 24
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 24
Původní snímek · 24Původní PDF strana 24

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 24

Vykreslování

Implementation of appearance visualization

  • Precompute: texture mapping, per-vertex local frames, measured-direction interpolation data.
  • Per pixel: transform light/view directions, interpolate the local frame, evaluate BRDF/SVBRDF/BTF, apply environment illumination and anti-aliasing.
  • The source highlights parallel graphics hardware, OpenGL/GLSL, CgFX, CUDA and OpenCL. These are historical lecture examples.
Původní snímek · 25Původní PDF strana 25

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 25

Vykreslování

Visualization tools

  • Disney BRDF Explorer.
  • Blender.
  • SIGHTTEX Studio.
  • Mitsuba 2 (C++) and Mitsuba 3 (Python).
  • Versions and links are those in the source PDF; they are not claims about the latest software release.
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 26
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 26
Jiří Filip, původní ilustrace nebo diagram, PDF strana 26
Jiří Filip · původní ilustrace · PDF 26
Původní snímek · 26Původní PDF strana 26

Jiří Filip · Export PDF 7. 10. 2026 · termín výuky neověřen · PDF, strana 26

Obsah přednášky

Poznámky

Původní text PDF

Barycentrické váhy · GRAFIT

Váha w3 = 1 − w1 − w2. Záporná váha ukazuje bod mimo trojúhelník.

Trojúhelník a bod určený barycentrickými vahamiv1v2v3

Didaktický doplněk GRAFIT. Bod vzniká přesnou afinní kombinací vrcholů. Barva uvnitř pouze ilustruje lineární kombinaci tří zvolených RGB barev; není fyzikální radiance, BRDF ani měření. Mimo trojúhelník se barva neextrapoluje. Při interpolaci TBN je nutné posoudit normalizaci, ortogonalizaci a orientaci rámce.