Tài liệu Một số dạng nguồn sáng và sự chiếu sáng trong thực tại ảo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG MÔNG ĐỨC HÙNG MỘT SỐ DẠNG NGUỒN SÁNG VÀ SỰ CHIẾU SÁNG TRONG THỰC TẠI ẢO LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Thái Nguyên, 2018 1 PHỤ LỤC LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................... 4 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ BÀI TOÁN CHIẾU SÁNG TRONG THỰC TẠI ẢO ...................................................................................... 7 1.1.Khái quát về thực tại ảo ............................................................................... 7 1.1.1. Thực tại ảo là gì? ................................................................................. 7 1.1.2. Các thành phần của hệ thống thực tế ảo (Virtual Reatily – VR) ............. 8 1.1.2.1. Phần mềm.......................................................................................... 8 1.1.2.2. Phần cứng ........................................................................................ 14 1.1.3. Các lĩnh vực ứng dụng của Thực tại ảo ................................................. 17 1.2. Bài toán chiếu sáng trong thực tại ảo ........................................................ 19 1.2.1. Khái quát về chiếu sáng ..................................................................... 19 1.2.2. Một số ứng dụng của chiếu sáng ảnh ................................................. 22 1.2.3. Một số hình ảnh về chiếu sáng........................................................... 22 CHƯƠNG 2. MỘT SỐ KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG CƠ BẢN .................... 25 2.1. Nguồn sáng ............................................................................................... 25 2.1.1. Các đơn vị sử dụng trong đo lường ánh sáng .................................... 25 2.1.2. Các loại nguồn sáng trong thực tại ảo................................................ 29 2.1.3. Các hướng chiếu sáng ............................................................................ 30 2.1.3.1. Chiếu sáng chính diện (Front lighting) ........................................... 31 2.1.3.2. Chiếu sáng bên (Side Lighting) ...................................................... 31 2.1.3.3. Chiếu sáng phía sau (Back lighting) ............................................... 32 2.1.3.4. Chiếu sáng từ phía trên (Top Lighting) .......................................... 33 2.1.3.5. Chiếu sáng từ phía dưới (Below Lighting) ..................................... 34 2.2.Kỹ thuật Phong Shading ............................................................................ 36 2.3. Kỹ thuật phản chiếu ngược Phong Shading .............................................. 38 2.4. Kỹ thuật Gouraud Shading........................................................................ 39 Chương 3. CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM ............................................. 43 3.1.Phân tích, yêu cầu bài toán ........................................................................ 43 3.2.Phân tích thiết kế chương trình .................................................................. 43 3.2.1. Khối Modul thực hiện mở một ảnh mới ............................................ 43 3.2.2. Khối Modul thực hiện xử lý thêm nguồn sáng vào ảnh .................... 46 3.2.3. Khối Modul thực hiện thêm nguồn sáng mới .................................... 49 3.2.4. Khối Modul thực hiện thiết lập thông số nguồn sáng ........................ 52 2 3.2.5. Khối Modul thực hiện các sự kiện khi thay đổi nguồn sáng ............. 63 3.2.6. Khối Modul thực hiện hiển thị kết quả xử lý ảnh .............................. 74 3.3.Một số kết quả chương trình ...................................................................... 77 3.3.1. Giao diện chính của chương trình ...................................................... 77 3.3.2.Thực hiện mở ảnh ............................................................................... 78 3.3.3. Thiết lập màu, tọa độ nguồn sáng, kiểu chiếu sáng,… ...................... 78 3.3.4. Xử lý chiếu sáng ảnh và kết quả ........................................................ 79 3.3.5. Thêm nhiều nguồn sáng đồng thời..................................................... 80 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 83 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi Mông Đức Hùng xin cam đoan những nội dung trình bày luận văn này là kết quả tìm hiểu, nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Đỗ Năng Toàn và các nhà nghiên cứu đi trước. Nội dung tham khảo, kế thừa, phát triển từ các công trình đã được công bố được trích dẫn, ghi rõ nguồn gốc. Kết quả mô phỏng, thí nghiệm được lấy từ chương trình của bản thân. Nếu có gì sai phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Người cam đoan Mông Đức Hùng 4 LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn mặc dù gặp rất nhiều khó khăn nhưng tôi luôn nhận được sự quan tâm, giúp đỡ từ thầy cô, đồng nghiệp bạn bè và người thân. Đây là nguồn động lực giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi lời chân thành cảm ơn tới PGS.TS. Đỗ Năng Toàn đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo trong quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tới quý thầy, cô trường Đại học Công nghệ thông tin và truyền thông - Đại học Thái Nguyên đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức qúy báu giúp tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập trong suốt thời gian theo học tại trường. Quý thầy cô đã giúp tôi có được những kiến thức quan trọng trong lĩnh vực Công nghệ thông tin, là nền tảng vững chắc cho những nghiên cứu của bản thân trong thời gian tới. Tôi xin cảm ơn anh em, đồng nghiệp đã giúp đỡ, ủng hộ tinh thần trong thời gian tôi tham gia học tập. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn tất cả những người đã luôn luôn quan tâm, sẻ chia và động viên tôi. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Người thực hiện Mông Đức Hùng LỜI NÓI ĐẦU 5 Trong những năm gần đây, công nghệ thông tin đã được ứng dụng mạnh mẽ trong hầu hết các lĩnh vực. Các ứng dụng của nó vào cuộc sống ngày càng phong phú, đa dạng và thiết thực hơn. Từ các lĩnh vực như khoa học cơ bản, đến các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật cho đến các lĩnh vực giải trí, du lịch; không lĩnh vực nào không có sự ứng dụng thiết thực và hiệu quả của công nghệ thông tin. Sự phát triển không ngừng của sức mạnh máy tính đã làm cho một số lĩnh vực khó phát triển trước kia, nay đã có khả năng phát triển và đã đạt được những thành tựu đáng kể; như là: Các hệ chuyên gia, các hệ xử lý thời gian thực,v.v… và một lĩnh vực đang được phát triển mạnh trên thế giới, đó là công nghệ mô phỏng. Việc “tái tạo” các hiện tượng, sự vật trong thế giới thực trên máy tính có rất nhiều tác dụng. Trong giải trí, nó sẽ giúp chúng ta xây dựng được những trò chơi sống động, gần gũi với con người tạo ra sức lôi cuốn mạnh mẽ. Trong xây dựng, việc dựng được các mô hình hiện thực ảo cho phép chúng ta có cái nhìn trực quan, chính xác để có thể đưa ra những quyết định, những sáng kiến thiết kế về các công trình xây dựng đúng đắn. Trong giáo dục, những thí nghiệm, những ví dụ được mô tả sát thực bằng máy tính giúp cho người học hứng thú hơn, kiến thức được thể hiện rõ hơn, trực quan hơn, đầy đủ hơn. “Thực tại ảo” là lĩnh vực nhằm mô phỏng thế giới thực của con người vào máy tính, mà trong đó con người có thể tương tác và cảm nhận như thế giới thực. Để mô phỏng được thế giới thực trong máy tính, thì nhất thiết môi trường trong thế giới thực cần được mô phỏng; trong đó nguồn sáng và sự chiếu là một thành phần quan trọng không thể thiếu. Xuất phát từ thực tế đó, tôi đã chọn đề tài: “Một số dạng nguồn sáng và sự chiếu sáng trong thực tại ảo”. Nội dung luận văn được chia làm 3 phần chính: Chương 1: Tổng quan về thực tại ảo và bài toán chiếu sáng trong thực tại ảo - Khái quát về thực tại ảo - Bài toán chiếu sáng trong thực tại ảo Chương 2: Một số kỹ thuật chiếu sáng cơ bản 6 Hệ thống hóa một số kỹ thuật chiếu sáng trong thực tại ảo: - Nguồn sáng - Kỹ thuật Phong Shading - Kỹ thuật phản chiếu ngược Phong Shading - Kỹ thuật Gouraud Shading Chương 3: Chương trình thử nghiệm Xây dựng nguồn sáng và sự chiếu sáng trong một số thí nghiệm dựa trên kỹ thuật mô hình hóa. 7 CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ THỰC TẠI ẢO VÀ BÀI TOÁN CHIẾU SÁNG TRONG THỰC TẠI ẢO 1.1. Khái quát về thực tại ảo 1.1.1. Thực tại ảo là gì? Thực tế ảo hay thực tại ảo là môi trường do con người giả lập qua các phân mềm chuyên dụng. Nó được hiển thị qua màn hình máy tính hay thông qua kính thực tế ảo nhằm đem lại những trải nghiệm thực tế nhất cho người xem như họ đang ở chính không gian đó. Để gia tăng tính trải nghiệm, một số môi trường còn đi kèm với các giác quan khác như âm thanh, chuyển động. Cần phân biệt rõ giữa phim 3D và phim thực tế ảo. Mặc dù 2 thể loại phim này đều có cách hoạt động tương đối giống nhau là đều cho ra những hình ảnh 3 chiều đối với mắt của người xem nhưng đối với phim 3D, người xem không tương tác với môi trường trong phim còn đối với phim thực tế ảo ta không chỉ cảm giác được một môi trường 3 chiều như thực tại mà còn có thể tương tác được với môi trường đó. Hình 1.1 : Lấy ví dụ là bộ phim ứng dụng công nghệ real 3D Madagascar 3. Đối với 3D, bạn không thể xem được phía dưới nước 4 ông này có... mặc quần chip hay không còn đối với thực tế ảo, bạn hoàn toàn làm được điều này. 8 Hình 1.2 : Công nghệ thực tế ảo không chỉ cho phép bạn xem, nó còn cho phép bạn sống trong thế giới đó 1.1.2. Các thành phần của hệ thống thực tế ảo (Virtual Reatily – VR) 1.1.2.1. Phần mềm Phần mềm chính là linh hồn của một hệ thống VR. Không có nó thì dù phần cứng có mạnh thì cũng là vô nghĩa (giống như có trai mà không có gái thì trai có mạnh đến đâu thì cũng dẹp). Nếu phần cứng cung cấp những gì cần thiết để môi trường hoạt động được thì phần mềm cung cấp môi trường đó. Về nguyên tắc thì có thể tạo ra một môi trường ảo bằng các ngôn ngữ lập trình như OpenGL, C++, Java3D, X3D..., các phần mềm đồ họa thương mại như WorldToolKit, Peopleshop, hay các phần mềm làm game như Unity 3D, Unreal Engine đều đã hỗ trợ việc tạo nên một môi trường ảo. Và đa phần các nhà sản xuất VR nổi tiếng như Oculus, Google đều đã phát hành những API cho phép bạn tạo nên một môi trường ảo nhanh hơn và dễ dàng hơn (bạn có thể truy cập link bên dưới để sử dụng api của google và oculus nhé). Nói thêm rằng, bất kỳ VR nào cũng phải đáp ứng 2 công dụng chính là tạo hình và mô phỏng. Về việc tạo hình thì có thể thực hiện trên chính phần mềm đó hay sử dụng phần mềm trung gian như các phần mềm đồ họa AutoCAD, 3d Studio, 3Ds Max, Maya.... Mô phỏng ở đây là khả năng mô phỏng các phản ứng vật lý 9 như động học, va chạm, động lực học và mô phỏng ứng xử của đối tượng như áo dính nước thì màu áo phải đậm hơn, chiếc cốc rơi xuống bể... Hình 1.3: Một vật ở trên cạn sẽ có trạng thái khác một vật ở dưới nước Trên thực tế, để có được trải nghiệm hoàn hảo. Người ta thường sử dụng một thiết bị đi kèm là kính thực tế ảo. Nó có tác dụng như thế nào? Lấy ví dụ là Google CardBoard của Google. Hình 1.3: Một vật ở trên cạn sẽ có trạng thái khác một vật ở dưới nước Nếu nhìn vào, bạn sẽ thấy Google CardBoard có 2 khung nhìn kèm theo 2 thấu kính tương ứng với vị trí của mắt phải và mắt trái. Phía trước nó là khu vực 10 giữ chiếc điện thoại không bị rơi. Vậy kính thực tế ảo tương tác với một hệ thống VR như thế nào? Nếu bạn đã đọc qua mục 2.1 thì bạn sẽ hiểu tại sao người ta lại chia khung nhìn ra 2 phần tách biệt. Và những phần mềm VR trên điện thoại khi hoạt động cũng chia hình ảnh của cùng một vật ra 2 khung hình tách biệt nhau. Mỗi khung hình sẽ được gửi vào mắt, và não bộ sẽ làm phần việc còn lại là ghép nó thành một hình ảnh 3 chiều. Bạn tự hỏi tại sao lại có 2 thấu kính, chúng có tác dụng gì? Không phải mắt thôi là đủ sao? Mắt chúng ta tiếp nhận thông tin hình ảnh về môi trường ở một góc nhìn rất rộng. Điểm yếu của một chiếc kính thực tế ảo nếu không có thấu kính thì hình ảnh truyền từ khung hình trên điện thoại tới mắt bạn ở một góc vuông. Nó cho bạn cảm giác hình ảnh đó vẫn ở dạng 2 chiều ở một góc độ nào đó. Bộ thấu kính được lắp vào để giải quyết vấn đề đó. Thông thường, thấu kính được sử dụng là thấu kính hội tụ. Nguyên tắc hoạt động của nó như hình dưới. 11 Không có thấu kính. Bạn vẫn thấy những dải màu đen xung quanh khung hình Có thấu kinh. Mọi thứ sẽ mở rộng ra hết tầm mắt của bạn Điều cuối cùng bạn nhận ra ở một chiếc kính VR là nó tách biệt mắt của bạn ra khỏi thế giới bên ngoài. Dễ hiểu thôi, ánh sáng từ môi trường bên ngoài lọt vào thì trải nghiệm không còn được tốt nữa (đó là lý do tại sao ở rạp chiếu phim, 12 người ta tắt toàn bộ đèn trừ màn hình chiều để người xem có trải nghiệm tốt nhất đối với bộ phim). Điều cuối cùng bạn nhận ra ở một chiếc kính VR là nó tách biệt mắt của bạn ra khỏi thế giới bên ngoài. Dễ hiểu thôi, ánh sáng từ môi trường bên ngoài lọt vào thì trải nghiệm không còn được tốt nữa (đó là lý do tại sao ở rạp chiếu phim, người ta tắt toàn bộ đèn trừ màn hình chiều để người xem có trải nghiệm tốt nhất đối với bộ phim). Hiện nay, những phần mềm VR có mặt ở rất nhiều nơi. Các chợ ứng dụng bây giờ đều có app VR. Ba chợ ứng dụng hàng đầu như Google Play, App Store hay Windows đều đã có app VR. Chỉ cần bấm VR trên thanh tìm kiếm, nó sẽ hiện ra một danh sách rất nhiều app VR tha hồ chọn. Một số app VR có trả phí hay cho chơi thử. 13 Youtube cũng đã hỗ trợ video thực tế ảo ở dạng 360, cho phép bạn theo dõi toàn bộ cảnh quay tùy thích Tuy VR đa dạng về số lượng nhưng VR chưa thực sự đa dạng về khả năng tương tác. Nhiều app VR chỉ cho phép bạn thay đổi khung nhìn. Còn những app VR hỗ trợ nhiều sự tương tác hơn như sờ, nắm, tương tác với đối tượng trong môi trường VR thì nhìn chung khá ít. Một số app VR như thế như : HitMan Go (VR), Drop Dead, Lone Echo của Oculus . Một hình ảnh 3D được tạo ra theo nguyên lý tạo ảnh 3D từ hai mắt, sự chìm hay nổi của sự vật phụ thuộc vào cách nhìn của người quan sát. Ảnh 3 chiều này không chỉ tới từ một mắt mà là sự kết hợp hình ảnh từ 2 mắt. Ví dụ khi nhìn vào hai hình ảnh của một vật sát cạnh nhau, nếu như mắt trái nhìn vào ảnh bên phải và mắt phải nhìn vào ảnh bên trái thì ta cảm tưởng như vật đang nổi ra khỏi khung hình và ngược lại thì vật đó lõm 14 xuống. Từ hình ảnh của 2 mắt, qua não bộ chúng sẽ chập lại với nhau tạo thành hình ảnh ba chiều. Chỉ cần ta thay đổi ánh sáng ở phần trung tâm thì cách mắt tiếp nhận sự chìm nổi của vật lại khác nhau. Một điều cần lưu ý rằng, nếu ta nhắm một mắt lại và nhìn sự vật xung quanh thì ta vẫn cảm nhận được không gian 3 chiều. Điều này có được do cách suy luận của não bộ khi nó tiếp nhận thông tin từ một bức ảnh. Một số đã là bản năng khi sinh ra, còn số khác đến từ học hỏi. 1.1.2.2. Phần cứng Máy tính : máy tính ở đây hiểu theo nghĩa rộng hơn là bộ xử lí đồ họa, nó cho phép môi trường thực tế ảo chạy một cách trơn tru. Nó có thể là điện thoại, máy vi tính,... Đa phần các thiết bị máy tính hiện nay đều có khả năng hỗ trợ được VR ở một mức đồ họa nhất định. Một số môi trường VR yêu cầu cao hơn như tốc độ xử lí, khả năng xử lí đồ họa cao... Một máy tính có khả năng xử lí càng cao thì bạn sẽ trải nghiệm được môi trường VR càng tốt, tránh tình trạng giật, lag. Các thiết bị đầu vào cho phép bạn tương tác với thế giới ảo: bộ dò tìm vị trí (position tracking) để xác định vị trí quan sát của người xem trong thế giới ảo. Bộ giao diện định vị (Navigaition interfaces) cho phép bạn thay đổi nhiều thuộc tính của người xem như góc nhìn, vị trí. Bộ giao diện cử chỉ (Gesture interfaces) cho phép bạn điều khiển được đối tượng trong thực tế ảo. 15 Các thiết bị đầu ra: hiển thị đồ họa để nhìn được đối tượng 3D nổi. Thiết bị âm thanh để nghe được âm thanh của môi trường, người ta tạo ra những bộ loa đi kèm có chất lượng cao có khả năng tạo âm thanh vòm, hay tạo ra âm thanh phụ thuộc vào môi trường như xa thì âm thanh nhỏ, trong động thì âm thanh vang... nó mang lại một trải nghiệm rất chân thật. Bộ phản hồi cảm giác (Haptic feedback như găng tay) để tạo xúc giác khi sờ, nắm đối tượng. Bộ phản hồi xung lực để tạo ra lực tác động như khi đi đường xóc. Một hệ thống VR bình thường thì chỉ cần âm thanh là đủ. Nếu bạn muốn trải nghiệm được tốt hơn thì có thể sử dụng đến những thiết bị đầu ra khác. 16 Găng tay dành cho VR mang lại trải nghiệm sờ nắm tốt hơn Kính thực tế ảo hiện nay rất đa dạng về chủng loại, giá cả. Một số dòng kính thực tế ảo trang bị loa chất lượng cao, kèm cảm biến chạm để mang lại trải nghiệm tốt nhất có thể. Với tầm 100.000đ, bạn đã có thể sở hữu một Google CardBoard rồi ! 17 Oculus Rift còn kèm theo tai nghe và touch VR 1.1.3. Các lĩnh vực ứng dụng của Thực tại ảo Công nghệ thực tại ảo đang ngày một phát triển rộng rãi và có mặt trong hầu hết các lĩnh vực quan trọng trong cuộc sống.  Kiến trúc, xây dựng và công nghiệp chế tạo Thế kế kiến trúc là một trong những lĩnh vực ứng dụng công nghệ thực tại ảo nhiều nhất. Trước đây, khi chưa có thực tại ảo, các ý tưởng công trình kiến trúc chỉ được thể hiện trên các khổ giấy. Và chi tiết bằng cách thêm thông số vào bản vẽ các mặt của công trình. Ngày nay, khả năng mô hình hóa thế giới thực của công nghệ thực tại ảo dường như đấp ứng một cách đầy đủ, trực quan cá công trình của ngành thiết kế kiến trúc từ không gian 3D, kết cấu công trình, vật liệu, ánh sáng,… cho phép khách hàng, nhà đầu tư tự do tham quan, khảo sát công trình cần xây dựng của họ theo nhiều góc độ và vị trí khác nhau. Bên cạnh kiến trúc, xây dựng công nghệ thực tại ảo hỗ trợ đắc lực cho ngành sản xuất thiết bị cơ khí, mà công đoạn thiết kế mô hình có vai trò quan trọng khi thiết kế động cơ thiết kế ô tô, tào biển, máy bay,…. 18 Khả năng mô hình hóa cho phép nhà thiết kế thể hiện được một cách trực quan nhất ý tưởng thiết kế của mình, qua đó có thể đánh giá cơ bản về hiệu năng của thiết bị dựa trên những thử nghiệm mô phỏng trên thiết bị ảo, và có những hiệu chỉnh cần thiết trước khi thiết bị thực sự được sản xuất. Điều này rõ ràng góp phần không nhỏ trong việc thành công của thiết bị công nghệ, giảm bớt chi phí phát sinh.  Giải trí Hiện trên thế giới đã có rất nhiều hãng phát triển sản xuất ra những trò chơi ứng dụng thực tế ảo, tuy nhiên ở trong nước thì lại là một câu chuyện khác. Các studio vừa và nhỏ tại Việt Nam thường chỉ tập trung vào những game “mì ăn liền” dễ đem lại doanh thu, do đó yêu cầu họ đầu tư vào một lĩnh vực vừa mất nhiều công sức lại khá dài hơi như VR là điều bất khả thi. Do đó, hi vọng vào game Việt chạy VR chỉ đến từ những nhà phát triển lớn. Rào cản để người dùng tiếp cận với VR hiện nay đó là vẫn chưa có 1 chuẩn chung để các developer yên tâm đầu tư và phát triển game. Ví dụ như Google Cardboard, Samsung Oculus chỉ có thiết bị đeo, trong khi Oculus Rift và HTC Vive lại có thêm controller, mà controller của 2 thiết bị này cũng có thiết kế khác nhau.  Ứng dụng trong quân sự Gỡ một quả bom sẽ khó khăn hơn nhiều khi các đội tuần tra của đối phương liên tục kiểm soát xung quanh. Băng vết thương có thể là một thao tác đơn giản, nhưng chúng hoàn toàn không dễ dàng khi đang giữa những làn đạn và khói bụi khắp nơi của chiến trường. Đây là những tình huống mà công nghệ thực tế ảo có thể tái hiện trong các đợt huấn luyện quân sự, giúp mang đến những trải nghiệm mà phương pháp đào tạo thông thường không thể thực hiện được.  Giáo dục và Đào tạo Giáo dục cũng là một ứng dụng vô cùng tiềm năng của công nghệ VR, khi cho phép các học sinh được tham quan các công trình cổ đại trong giờ lịch sử, tham gia 19 các buổi thực tập giải phẫu cơ thể trong giờ sinh học, hay truyền cảm hứng bằng các hiện tượng kỳ thú trong thiên nhiên - điều mà có lẽ sách vở chẳng bao giờ làm được.  Thiết kế xe hơi Nhiều nhà sản xuất xe hơi như Ford từ lâu đã sử dụng các phòng thí nghiệm tái hiện bằng VR nhằm cho phép các nhân viên trải nghiệm một chiếc xe hơi trước khi nó được chế tạo. Từ đây, họ có thể nhìn một cách chi tiết từng bộ phận trên xe và thậm chí cho phép người dùng đánh giá chúng, để rồi nhận được phản hồi từ trước khi mẫu xe được chế tạo. Bằng phương pháp này, Ford có thể cập nhật thiết kế của họ nhanh hơn bao giờ hết để phù hợp với xu thế chung. Hãng xe Range Rover cũng sử dụng một công nghệ thực tế ảo trong quá trình thiết kế với tên gọi là CAVE (Computer-Aided Virtual Environment), cho phép người dùng nhìn và thậm chí tương tác với các mẫu xe trước khi sản xuất. Cấu hình nội thất, không gian buồng lái, khí động học và hiệu suất va đập đều có thể được kiểm tra trong môi trường thực tế ảo mà không cần giành thời gian cũng như tiền bạc để chế tạo mô hình. 1.2. Bài toán chiếu sáng trong thực tại ảo 1.2.1. Khái quát về chiếu sáng Chiếu sáng là một kỹ thuật đa ngành, trước hết đó là mối quan tâm của các kỹ sư điện, các nhà nghiên cứu quan và quang phổ học, các cán bộ kỹ thuật của công ty công trình công cộng và các nhà quản lý đô thi. Chiếu sáng cũng là mối quan tâm của các nhà kiến trúc, xây dựng và giới mỹ thuật. Ánh sáng là một bức xạ (sóng) điện từ nằm trong dải sóng quan học mà mắt người có thể cảm nhận được.