Что такое окклюзия окружения cinema 4d
Уже более 100 лет стоматологи обсуждают роль окклюзии в стоматологической практике. В отличие от большинства аспектов стоматологии, нет единой теории и практики в отношении окклюзии. На самом деле само определение этого термина является источником разногласий. В результате окклюзия связана с разделением на «лагеря» различных философий окклюзии. Лагеря несколько изменились за эти годы, но дискуссия - некоторые сказали бы, противоречие - по окклюзии осталась[1].
Прежде всего, необходимо дать определение "гнатологии". Этот термин в 1924 г. предложил известный клиницист и исследователь своего времени Сталлард. В Словаре стоматологических терминов Мосби (Mosby's Dental Dictionary) гнатологией называют "науку о функциональных и окклюзионных соотношениях зубов". Словарь ортодонтических терминов (Glossary of Orthodontic Terms) дает следующую трактовку этому термину: "Гнатология – область стоматологии, изучающая анатомические, гистологические, физиологические и патологические аспекты статического и динамического взаимодействия окклюзии, ВНЧС и жевательной системы как единого целого, а также вопросы диагностики и лечения нарушений в указанной системе"[1,2].
К сожалению, определение окклюзии может варьироваться от статического соответствия зубов до того, что люди делают со всей своей системой: жизненно важные функции, такие как жевание, дыхание, речь, глотание и парафункциональное поведение», - говорит Джон Койс, DMD , MSD, директор Центра Коиса в Сиэтле, штат Вашингтон [3].
Узкое определение окклюзии - как зубы сочетаются друг с другом - помогает создать некоторую путаницу, которую мы видим сегодня, говорит Джим Макки, доктор стоматологии, частный врач-стоматолог в Даунер-Гроув, штат Иллинойс, и приглашенный преподаватель в Piper Education and Research Центр в Санкт-Петербурге, Флорида. «Если бы мы говорили об окклюзии с точки зрения того, как нижняя челюсть подходит к верхней челюсти, это позволило бы нам вести разговор, который фокусируется как на переднем конце системы - зубах, так и на заднем конце системы. - что такое суставы ТМ, - отмечает он. Доктор Макки отмечает, что если мы всегда говорим об окклюзии, относящейся только к зубам, то это проблема, потому что силы прикуса передаются не только зубам, но и височно-нижнечелюстным суставам (ВНЧС)[3,4].
В настоящее время наиболее распространены следующие концепции окклюзии[2,5]:
Концепция сбалансированной окклюзии
Окклюзия, при которой зубы при всех движениях нижней челюсти имеют равномерный контакт как на рабочей, так и на балансирующей стороне. При боковых движениях нижней челюсти на рабочей стороне устанавливается одноименный, а на балансирующей стороне — разноименный бугорковый контакт премоляров и моляров. Наличие контактов на балансирующей стороне является обязательным, однако они не должны мешать плавному скольжению бугров на рабочей стороне. При протрузии нижней челюсти отсутствует разобщение боковых зубов (феномен Христенсена (рис.1)) после установки резцов встык. Окклюзионные контакты должны быть минимум в трех точках: на резцах и в боковых отделах справа и слева. Такая окклюзия должна создаваться при протезировании беззубых челюстей.
Рис.1 Феномен Христенсена
Концепция групповой функции на латеротрузионной стороне
В центральной окклюзии моляры и премоляры максимально нагружены, защищают от чрезмерной нагрузки фронтальные зубы. В передней окклюзии в контакте резцы справа и слева, боковые зубы разобщены. В боковой окклюзии (правой или левой) контакты зубов рабочей стороны, а на балансирующей стороне – дезокклюзия зубов (рис.2).
Рис.2 Соотношение зубов верхней и нижней челюстей на рабочей (РС) и нерабочей (НРС) сторонах при групповой функции
Концепция клыковой направляющей
Разновидность двусторонней «защищенной» окклюзии, при которой в боковой окклюзии (правой или левой) в контакте клыки (правые или левые), а все остальные зубы вне контакта (рис.3).
Рис.3 Клыковая защита
Концепция миоцентрической окклюзии
Концепция функционального обусловленного пути. Фкисируются двжения нижней челюсти в аксиографе.
Концепция модифицированной клыковой направляющей
Теория Панки-Манна-Шуйлера при полной реконстукции окклюзии пропаганда создание одновременных контактов клыков и боковых зубов на латеротрузионной (рабочей) стороне при боковых движениях нижней челюсти, а при протрузионном движении – контакт только передних зубов[3,5].
Окклюзионная схема по Панки – Манну – Шуйлеру (Pankey – Mann – Schuyler, 1963)
· Соотношение окклюзии в ЦС и МБП
· Зона свободы между окклюзией в ЦС и МБП (<0,5 мм). Функционально обусловленная форма окклюзионных поверхностей.
· Контакты при экскурсионных движениях нижней челюсти
· Передняя направляющая окончательно моделируется с помощью временных реставраций. Либо клыковая направляющая, либо групповая функция.
Концепция последовательной дизокклюзии
Говорит о том, что все зубы размыкаются последовательно, имея свои углы наклона бугров к окклюзионной плоскости. Сначала второй моляр, затем первый моляр и т.д. Графическое изображение функциональных линий (рис.4) относительно исходной плоскости (шарнирноглазничной) указывает на выраженное доминирование резцов и клыков по сравнению с боковыми зубами. Кроме того, в боковом отделе отмечается последовательное уменьшение наклона скатов бугорков относительно исходной плоскости.
Рис.4 Концепция последовательной дизокклюзии
Концепция взаимно защищенной окклюзии
Передняя направляющая является основополагающей составляющей гнатологической концепции взаимно защищенной артикуляции Стюарта и Сталларда или так называемой «круговой защиты». Согласно этой концепции, контакты в области передних зубов защищают боковые зубы при эксцентричных (нерабочих) движениях нижней челюсти, а жевательные зубы защищают передние зубы при рабочих (жевательных) движениях нижней челюсти и при смыкании зубов в максимальном межбугорковом положении. При этом при движених нижней челюсти не должно возникать каких-либо отклоняющих (смещающих) окклюзионных контактов или препятствий.
Цель адекватной стоматологической реабилитации заключается в формировании беспрепятственной окклюзии и соответствующей концепции органической окклюзии. В идеале, организованная окклюзия предполагает[4]:
· Дизокклюзия при экскурсионных движениях нижней челюсти
· Соотношение бугорок в ямке
· Стабильная окклюзия в ЦС с равномерным распределением окклюзионных контактов
· Трехточечные окклюзионные контакты
· Двойной центральный контакт для обесечения поперечной стабильности зуба
· Малая площадь окклюзионных контактов
· Максимальные высота бугорков и глубина фиссур с правильными вторичными анатомическими признаками
В 3D компьютерной графики , моделирования и анимации , окружающего окклюзия является затенения и рендеринга метод , используемый для расчета , как подвергается каждая точка в кадре является окружающее освещение . Например, внутренняя часть трубки обычно более закрыта (и, следовательно, темнее), чем обнаженные внешние поверхности, и становится темнее, чем глубже она проходит внутрь трубки.
Окружающую окклюзию можно рассматривать как значение доступности, которое рассчитывается для каждой точки поверхности. В сценах с открытым небом это делается путем оценки количества видимого неба для каждой точки, в то время как в помещениях учитываются только объекты в пределах определенного радиуса, а стены считаются источником окружающего света. В результате получается диффузный ненаправленный эффект затенения, который не отбрасывает четких теней, но затемняет закрытые и защищенные области и может повлиять на общий тон визуализированного изображения. Его часто используют как эффект постобработки .
В отличие от локальных методов, таких как затенение Фонга , ambient occlusion - это глобальный метод, означающий, что освещение в каждой точке является функцией другой геометрии сцены. Однако это очень грубое приближение к полному глобальному освещению . Внешний вид, достигаемый только за счет окружающей окклюзии, подобен тому, как объект может появиться в пасмурный день.
Первый метод, позволяющий моделировать окружающее окклюзию в реальном времени, был разработан отделом исследований и разработок Crytek ( CryEngine 2 ). С выпуском оборудования, способного отслеживать лучи в реальном времени ( серия GeForce 20 ) от Nvidia в 2018 году, окружающая окклюзия с трассировкой лучей (RTAO) стала возможной в играх и других приложениях реального времени. Эта функция была добавлена в Unreal Engine с версией 4.22.
СОДЕРЖАНИЕ
Реализация
При отсутствии окружающего окклюзии с аппаратной трассировкой лучей приложения реального времени, такие как компьютерные игры, могут использовать окклюзию окружающего пространства экрана (SSAO) или окклюзию окклюзии на основе горизонта (HBAO) в качестве более быстрого приближения к истинной окклюзии окружающего света с использованием пер- глубина пикселя , а не геометрия сцены, чтобы сформировать карту окклюзии окружающей среды .
Окружающая окклюзия связана с затенением доступности, которое определяет внешний вид в зависимости от того, насколько легко можно коснуться поверхности различными элементами (например, грязью, светом и т. Д.). Он был популяризирован в производственной анимации из-за своей относительной простоты и эффективности.
Модель затенения ambient occlusion предлагает лучшее восприятие трехмерной формы отображаемых объектов. Это было показано в статье, в которой авторы сообщают о результатах экспериментов по восприятию, показывающих, что различение глубины при рассеянном равномерном освещении неба превосходит то, что предсказывается моделью прямого освещения.
Окклюзия в точке на поверхности с нормалью может быть вычислена путем интегрирования функции видимости по полусфере относительно спроецированного телесного угла: А п ¯ >> п ¯ >> п ^ >> Ω
где - функция видимости в точке , определяемая как ноль, если она закрыта в направлении, и единица в противном случае, и является бесконечно малым шагом телесного угла переменной интегрирования . Для аппроксимации этого интеграла на практике используются различные методы: возможно, наиболее простой способ - использовать метод Монте-Карло , отбрасывая лучи из точки и проверяя пересечение с другой геометрией сцены (например, литье лучей ). Другой подход (более подходящий для аппаратного ускорения) - визуализация вида с помощью растеризации черной геометрии на белом фоне и взятия среднего (косинусно-взвешенного) растеризованных фрагментов. Этот подход является примером подхода «собирание» или «наизнанку», тогда как другие алгоритмы (такие как ambient occlusion на карте глубины) используют методы «рассеивания» или «снаружи внутрь». V п ¯ , ω ^ >, >>> п ¯ >> п ¯ >> ω ^ <\ displaystyle >> d ω \ omega> ω ^ <\ displaystyle >> п ¯ >> п ¯ >>
В дополнение к значению внешней окклюзии часто генерируется вектор «изогнутой нормали» , который указывает в среднем направлении незакупленных сэмплов. Изогнутая нормаль может использоваться для поиска падающей яркости на карте окружающей среды для приблизительного освещения на основе изображения . Однако есть некоторые ситуации, в которых направление изогнутой нормали искажает доминирующее направление освещения, например, п ^ б > _ >
В этом примере свет может достигать точки p только с левой или с правой стороны, но изогнутая нормаль указывает на среднее значение этих двух источников, которое, к сожалению, направлено прямо к препятствию.
Варианты
SSAO Окклюзия окружающего пространства экрана SSDO Направленная окклюзия экранного пространства RTAO Окклюзия с трассировкой лучей HDAO Окклюзия высокой четкости HBAO + Окклюзия на основе горизонта + AAO Алхимия Ambient Occlusion ABAO Окклюзия на основе угла PBAO Предварительно запеченная окружающая окклюзия VXAO Ускоренная окклюзия вокселя GTAO Окклюзия на основе наземной истиныПризнание
В 2010 году Хайден Лэндис, Кен Макгоу и Хилмар Кох были награждены премией Научно-технической академии за свою работу по рендерингу ambient occlusion.
Ambient occlusion – метод глобального фонового или непрямого затенения объектов.
Мягкие тени, создаваемые за счет Ambient Occlusion в различных трещинах и углублениях 3D-объектов, освещаемых в сцене непрямым освещением, визуально разделяют объекты, добавляя дополнительного реализма на рендере.
Например, Ambient Occlusion можно использовать для лучшего визуального разделения кирпичей стены, которые на самом деле не разделены. АО – это не то же самое, что и тени, отбрасываемые прямым источником света, фактически, это фейковые тени, образуемые за счет непрямого освещения, которые на рендере отбрасывают поверхность геометрии.
Если эти лучи взаимодействуют с другой поверхностью, этот участок становится темнее. Если нет – светлее. В большинстве 3D-приложений АО рассчитывается с помощью специального шейдера, который назначается на геометрию. После рендера АО-пас добавляется к изображению в редакторе для композитинга, например в Photoshop, где он дополнительно редактируется и улучшается.
Учитывая, что АО имитируется тогда, когда поверхность объекта «испускает» свет, любой объект с назначенной картой прозрачности не будет просчитываться автоматически. При этом кажется, что АО не рассчитывается, но это не так, поскольку на самом деле лучи света проходят сквозь прозрачную геометрию.
Ambient Occlusion идеально подходит для смягчения всех теней в сцене, если они чрезмерно резкие, а также для их затемнения, если светлые. При этом необходимости в создании дополнительного источника света нет, поскольку АО работает не так, как, например, Final Gather, для которого нужен источник света, испускающий лучи. Для Ambient Occlusion также характерна некоторая вариативность цвета, благодаря которой наши глаза лучше различают детали, которые в противном случае остались бы незамеченными или размытыми. Кроме того, АО идеально подходит для визуализации незатекстуренных моделей.
Советы по настройке Ambient Occlusion
При просчете Ambient Occlusion время рендера можно также сократить, если запечь АО в отдельный слой. Это особенно важно при рендере анимации, поскольку при рендере каждого компьютер будет заново рассчитывать AO, что значительно замедляет время рендера.
Если при рендере на АО-пасе возникают непонятные артефакты, например, излишне насыщенные или слабые тени и пр., нужно подкрутить параметр Max distance в настройках АО. Этот параметр отвечает за то, какое расстояние должны преодолеть лучи света на пути к поверхности геометрии. Чем больше расстояние, тем шире и насыщенней будут тени. Увеличение расстояния также увеличит количество отбрасываемых теней. При уменьшении этого расстояния лучи проделают меньший путь, поэтому тени появятся только там, где геометрия будет расположена близко к поверхности. Экспериментальный подход – залог того, что вы достигнете желаемого результата.
Для дополнительного реализма на рендере можно также использовать непосредственно АО-пас, который можно найти в настройках рендера. Это позволит с помощью направленного источника света добавить Ambient Occlusion дополнительной направленности, а также уменьшит его зависимость от окружающей геометрии.
В некоторых случаях необходимости в рендере отдельного АО-паса нет, поскольку в некоторых материалах он встроен. В таких 3D-редакторах, как 3ds Max или Maya, АО можно найти в настройках архитектурных или дизайнерских материалов. Поэтому перед тем, как настроить отдельный АО-пас, проверьте, не встроен ли он в настройки материала.
Окклюзия Окружения (Эффект CineRender)
Этот эффект становится доступен при активации Детального отображения Диалога Параметров Визуализации с использованием механизма CineRender.
Окклюзия Окружения (AO) определяет степень освещения или затенения каждой точки видимой поверхности. Окклюзия Окружения (АО) является альтернативой Глобальному Освещению, обладающей некоторыми ограничениями, но повышающей скорость визуализации.
Примечание: Вместо использования AO в качестве глобального эффекта, применяемого для всей Сцены Визуализации, Окклюзию Окружения можно применить в виде ретушировщика эффекта в отдельных Каналах Покрытий.
Предположим, ваша сцена визуализации со всех сторон окружена небом. Ретушировщик AO определит степень доступности каждого участка сцены для неба.
Углы, отверстия и пространства между близко расположенными друг к другу объектами будут доступны (видны) для неба в меньшей степени, чем открытые участки сцены, следовательно, они будут затемнены в соответствии с настройками AO.
Доступны два способа расчета Окклюзии Окружения:
• Обычный "грубый" метод, при котором выполняется проверка доступности окружающей среды для каждого отдельного пиксела.
• Более быстрый метод с использованием Кэша, при котором происходит проверка лишь определенных точек, а остальные значения получаются на основе интерполяции.
Применение второго метода, который настраивается при помощи параметров, аналогичных настройкам Кэша Излучения Глобального Освещения, позволяет выполнять расчет Окклюзии Окружения значительно быстрее.
Параметр Цвета используется для настройки градиента, назначаемого АО в зависимости от экспозиции. Как правило, это простой черно-белый градиент, но можно настроить использование и других цветов.
Следует помнить, что эти градиенты будут рассматриваться как оттенки серого, зависящие от канала покрытия.
• Минимальная Длина Луча: Определяет визуализацию градиента, настроенного для параметра Цвета, между экспонированными и не экспонированными участками. Чем меньше разница между значениями Минимальной Длины Луча и Максимальной Длины Луча, тем больше градиент будет смещаться к граням, определенным максимальной длиной луча.
Это значение лучше не изменять, оставив его в соответствии с настройкой по умолчанию равным 0.
• Максимальная Длина Луча: Это значение определяет расстояние, на котором поверхности "видят" друг друга. В местах соприкосновения геометрии, таких как стена и пол или сфера и пол, попадания даже маленьких лучей на поверхности будет достаточно для их затенения.
Использование больших значений приводит к увеличению расстояния, необходимого для взаимодействия объектов друг с другом. Это приводит к созданию более мягкого и равномерного затемнения, но требует большого времени визуализации. Чаще всего рекомендуется использовать небольшие значения.
• Дисперсия: В процессе каждого вычисления AO происходит направление нескольких лучей (Сэмплов) на каждую точку виртуальной полусферы сцены. Эти сэмплы проверяют наличие какой либо-геометрии в пределах Максимальной Длины Луча. Параметр Дисперсии определяет учет этих сэмплов на поверхности полусферы. При установке значения 0% учитывается только зенит полусферы (точка пересечения полусферы с ее вертикальной осью). При значении, равном 100% учитывается вся поверхность полусферы.
Точность, Минимум Сэмплов и Максимум Сэмплов (Окклюзия Окружения)
Эти параметры отвечают за качество AO.
• Низкое качество сопровождается зернистостью итогового изображения. Это не всегда плохо. В некоторых случаях это может даже повысить привлекательность полученного изображения.
• Если вы предпочитаете однородные плавные переходы, необходимо выбрать настройки высокого качества, но это увеличит продолжительность визуализации.
Вкратце: Для расчета AO используются сэмплы. Увеличение количества сэмплов повышает однородность конечного изображения (уменьшает зернистость), но снижает скорость визуализации.
Безусловно, максимальное количество сэмплов может рассчитываться для всей сцены. Это займет очень много времени и не имеет никакого смысла, так как любая сцена содержит множество участков, для визуализации которых вполне достаточно относительно небольшого количества сэмплов.
Следовательно, параметр Точности имеет наибольшее значение для критических участков сцены (так как высокие значения для этих участков создают большее количество сэмплов), и он значительно меньше влияет на расчет менее важных участков, для которых используется значение Минимума Сэмплов.
Эти параметры практически ничем не отличаются от параметров расчета Кэша Излучения. В большинстве случаев вам потребуется только настроить параметр Плотности Записи .
Настройки Плотности Записи автоматически определяют значения остальных параметров. Эти параметры следует настраивать отдельно только при получении неправильных или недостаточно точных результатов расчета Окклюзии Окружения.
• Активация маркера Кэш позволяет использовать кэш Окклюзии Окружения (ниже дается его краткое описание).
• Если этот маркер деактивирован, то Окклюзия Окружения вычисляется тем же способом, что и в предыдущих версиях CineRender (предшествующих AC20): выполняется проверка доступности окружающей среды для каждого отдельного пиксела.
Действие Кэша Окклюзии Окружения
В процессе визуализации выполняется несколько предварительных расчетов (предпроходов), анализирующих наиболее важные участки сцены при текущем положении камеры ("точки затенения" в углах, на вогнутых поверхностях и т.д.) для расчета Окклюзии Окружения.
Все значения Окклюзии Окружения сохраняются в файле кэша и могут использоваться при последующей визуализации.
На втором этапе происходит выборочная интерполяция значений Окклюзии Окружения.
Следующие параметры оказывают наибольшее влияние на распределение точек затенения.
Это количество сэмплов, излучаемых на полусферу из каждой точки затенения. Если полученное изображение выглядит пятнистым, то данное значение следует увеличить.
Слева: недостаточное количество Сэмплов. Справа: количество Сэмплов было увеличено. Автор модели Steen Winther.
Минимальное Значение/Максимальное Значение
В большинстве случаев эти два параметра можно игнорировать, поскольку их эффект практически незаметен. “Наихудшие” настройки Минимального и Максимального Значений (-8 для каждого параметра) лишь слегка отличаются (см. иллюстрацию) от “наилучших” настроек (-8 и +4 соответственно).
8/-8 (слева) и -8/+4 (справа) параметров Минимального и Максимального Значений.
Действие этих параметров заключается в следующем. Во время предпроходов, выполняемых при визуализации (стадия постепенного уменьшения квадратов), определяется плотность визуализации. Это адаптивный процесс, учитывающий наиболее критические области сцены. Разница между Минимальным и Максимальным Значениями задает количество предпроходов.
Минимальное и Максимальное Значения равны -7 и 0 соответственно
Значение 0 соответствует полному разрешению изображения (размер пиксела 1*1), значение -1 создает пикселы размерами 2*2, -2 = 4*4 и т.д. Величина Минимального Значения должна быть меньше чем Максимальное Значение. Можно также задавать и положительные значения для кэширования суб-пикселов (например, в сочетании с Субполигональном Смещением для повышения детализации).
Плотность/Минимальный Интервал/Максимальный Интервал
Сочетание этих трех параметров определяет общую плотность расположения точек затенения в критичных и некритичных участках.
• Плотность: Общая плотность расположения точек затенения с учетом двух следующих параметров.
• Минимальный Интервал: Плотность расположения точек затенения в критичных участках (например, в углах).
• Максимальный Интервал: Плотность расположения точек затенения в некритичных участках (например, на плоских поверхностях, не перекрываемых другими элементами). Для этого параметра можно задавать различные значения в соответствии с параметром Плотности Глобального Освещения. Распределении точек затенения полностью соответствует дисперсии кэша Окклюзии Окружения.
Все параметры, описанные выше, определяют расположение и расчет точек затенения.
В процессе определения Окклюзии Окружения выполняется выборочный расчет значений для некоторого количества точек сцены. Для создания визуализации выборочное размещение должно быть преобразовано в плоскую дисперсию. При этом используется следующий алгоритм сглаживания: для каждого пиксела, визуализируемого на поверхности объекта, кэш Окклюзии Окружения выполняет проверку соседних пикселов, а затем интерполирует их значения.
Вкратце: применение слишком малых значений приводит к появлению пятен. Увеличение значений позволяет создавать более однородные изображения (но и в этом случае незначительные Сэмплы игнорируются). Чем выше заданные значения, тем большее количество точек затенения учитывается при визуализации каждого пиксела.
Однако слишком большие значения также приводят к появлению пятен.
Если этот маркер не активирован, то размеры окончательного изображения не влияют на плотность расположения точек затенения. Эта плотность остается постоянной, как при визуализации с разрешением 80*80, так и с разрешением 3000*3000. В первом случае она будет слишком велика, а во втором - слишком мала.
Активация этой функции приводит к тому, что плотность распределения точек затенения зависит от размеров создаваемого изображения. Таким образом достигается большая и адаптивность плотности распределения точек затенения.
При активации этой функции эффект AO инвертируется. Вместо отверстий и углов учитываются наружные ребра и выступающие углы.
Если экспонируемая поверхность должна, например, отличаться от остальных поверхностей, то ретушировщик АО следует применить в Альфа-канале: соответствующие поверхности будут оказывать влияние только на наружные ребра и выступающие углы.
Эта функция действует лучше в качестве эффекта ретушировщика. Если она применяется как эффект Визуализации, то происходит только окраска экспонированных областей.
Читайте также: