情報科学特論Ⅳ 課題
下記のプログラミング課題３問中少なくとも２問を提出する。
プログラミング課題
X-Windowを用いてスクリーン上に表示するのが理想であるが、X-windowを使用方法は知らなくてもできる方法とする。すなわち、スクリーンを想定した配列を準備し、それに輝度情報を書き込み、準備したツールで可視化する。画像サイズは500ｘ400程度とする。ただし、プログラムリストと結果のハードコピー（PostScript形式にし印字）を提出すること。 なお、インタラクテイブ性を遠隔地でも評価するにはJavaで作成すると効果的であるので、可能な人は挑戦して見てください（この場合画像サイズは300ｘ300以下でもよい）。あるいは、出力例がカラー画像の場合、それを評価して欲しい人は、自分のホームページにおいて見れるようようにしても良い。
課題１ ラジオシティ法についてテストプログラムを作成せよ。
- ２次元の場合でプログラミングすればよい。図（a)のような簡単な室内をいくつかに分割して、各エレメント間のフォームファクタを計算し、それを用いてエネルギの授受を計算し、室内の光の分布を求めよ。
- ２次元の場合、下記のフォームファクタの定義式における分母の距離は２乗ではなく、１次となる。
- 解法としてガウスザイデル法を始め色々な方法があるので、各自が効率のよいと思う方法で解け。
たとえば、プログレッシブリファインメント法（文献[1]参照）を利用してもよい。なお、ガウスザイデル法等の比較を加えてもよい。
- 障害物（図のように線分で表現してよい）を挿入し、その影響を調べる。各面での光の分布は、図（ｂ）のようにグラフで表示してもよい。
- 各面の反射率は任意に与えて下さい。天井、壁、床、窓の各々の反射率を入力できるようにする。また各面の分割数（あるいは幅）も指定できるものとし、分割数による精度について比較検討できるとよい。
- 鏡面反射成分を効慮すると複雑になるので、拡散反射のみでよい。
- 光源は点光源とするか、分割した１つのエレメントを発光面とｓじてもよい。
課題２. aliasingを考慮したテクスチャーマッピングのプログラムを作成せよ。なお、mip-map法（文献[2]参照）を使用してanti-aliasingを実現すること。
- 図（ａ）のように複数の遠近感のある画像を表示し、mip-map法(データ構造は図（ｂ）参照)の効果を検討できるようにする。
- 隠面消去はこの問題ではないので、遠方の物体から順に重ね描きする方法で隠面消去する方法でよい。すなわち、透視投影された多角形を走査変換によって塗りつぶす方法を用いる。
走査変換する際の奥行きｚも計算し、このｚによりmip-mapのどのレベルを使うか判断する。
- 透視変換は教科書[3]を参照のこと。平行投影にしてもよい。
- 走査変換は教科書[3]を参照のこと。簡単のため多角形は凸多角形に限定してよい。
