changed 6 years ago  
Published Linked with GitHub

Julia Tokai #3 (2019/08/24)

tags: juliatokai

JuliaでPOV-Rayのラッパーを

実装してみた


ほりたみゅ (@Hyrodium)

おしながき

  • 自己紹介
  • POV-Rayとは
  • 実装したもの

自己紹介

  • 趣味
    • 数学 (幾何学など)
  • Julia歴
    • 最初に使ったのはv0.6.2
    • 大学院(修士)での数値計算
      • 曲面模型を弾性論に基づいて作る研究
      • 非線形偏微分方程式をGalerkin法で離散化する
      • 非線形連立方程式をNewton法で数値解を求める

POV-Rayとは (1)

以下のような画像が出力できるソフトウェア

  • Scene Description Language (シーン記述言語)
  • 円柱 / 直方体 / 球 / 三角形 などの基本的な図形の組み合わせで物体を表現
  • 制御構文やマクロを使った記述が可能 (#declare, #if, #while, #marcro)

POV-Rayとは (2)

camera{
    perspective
    location <2,1,2>
    look_at <0,0,0>
}
light_source{
    <2,3,4>
    color rgb<1,1,1>
}
background{rgb<1,1,1>}
sphere{<0,0,0>,0.2}

cylinder{<0,0,0>,<1,0,0>,0.1 pigment{rgb<1,0,0>}}
cylinder{<0,0,0>,<0,1,0>,0.1 pigment{rgb<0,1,0>}}
cylinder{<0,0,0>,<0,0,1>,0.1 pigment{rgb<0,0,1>}}

POV-Rayとは (3)

  • 色々なツールからPOV-Rayのコードが出力可能
    • Mathematica
    • Blender
    • ParaView
  • POV-Ray言語の使いにくいところ
    • ベクトル<...>は2,3,4次元のみ
    • 変数の型を明示的に意識しにくい
    • 空集合が無い
    • 行列演算などが無い

→ JuliaからもPOV-Rayのコードを出力したい！

つくったもの : JuliRay

なにを処理しているか

  1. オブジェクトの定義
    • Sphere, Box, Torus, Polygon, csgUnionなど
  2. POV-Ray言語への変換
    • .povファイルの生成 (物体やカメラ)
    • .iniファイルの生成 (レンダリングの設定)
  3. レンダリング
    • run(povray filename.pov) を実行

JuliRayで定義してる型

JuliRay
  Camera
    ParallelCamera
    PerspectiveCamera
  Light
    PointLight
  Object
    ColoredObject
      rgbColor
      rgbftColor
    PrimitiveObject
      Box
      Cone
      Cylinder
      Disc
      Empty
      Polygon
      Sphere
      Torus
    TransformedObject
      AffineTransform
      ParallelTranslation
      Scaling
    csgObject
      csgClip
      csgDifference
      csgIntersection
      csgMerge
      csgUnion
  Pigment
    FT

木構造で管理できるので便利！

多重ディスパッチ (トーラスの例)

2半径のみ指定するトーラス

struct Torus <: PrimitiveObject
    R :: Float64
    r :: Float64
    Torus(R,r) = ?(r == 0) Empty() : new(abs(R),abs(r))
end

中心と法ベクトルと2半径を指定するトーラス

Torus(center::RealVector, normal::RealVector, R::Float64, r::Float64)

3点と半径を指定するトーラス

Torus(p₁::RealVector, p₂::RealVector, p₃::RealVector, r::Float64)

透過処理

  • 色の指定にはColors.jlのRGB(r,g,b)を使用
  • 透過も指定するRGBA(r,g,b,a)は使っていない
    • POV-Rayでは2種類の透過があるため
    • 透過色指定用の型FT(f,t)を別に用意して実装


filter 　 　 　 　 transmit

困っていたところ

自分で定義した型の等号判定が上手くできない

(これと同じ理由?)

今後の予定

  • POV-Rayの他の機能の追加
  • svg画像の読み込み
  • モジュール化・パッケージ化
  • JuliRayを使ったアニメーション制作

Select a repo