Iluminación Global: Mapa de Fotones

Presentación del tema: "Iluminación Global: Mapa de Fotones"— Transcripción de la presentación:

1 Iluminación Global: Mapa de Fotones
4/16/ :02 AM Iluminación Global: Mapa de Fotones Rubén Penalva Ambrona Universidad Autónoma de Madrid ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

2 Introducción Objetivo: Conseguir imágenes sintéticas foto-realistas

3 Introducción: La ecuación de rendering
En la naturaleza hay multitud efectos luminosos. La ecuación de rendering nos permite modelarlos Lr = Ldirecta + Lespecular + Lcaustica + Lindirecta

4 Introducción: Ejemplos
Iluminación Directa + Especular

5 Introducción: Ejemplos
Iluminación directa + Especular + Causticas

6 Introducción: Ejemplos
Iluminación directa + Especular + Causticas + Indirecta

7 Introducción: Ray Tracing
Pros: Solución elegante y rápida. No dependiente de la geometría. Reflexiones especulares son sencillas. Cons: No cubre todos las partes de la ecuación de rendering!: ni iluminación indirecta ni causticas. Soluciónes? Path tracing -> muy lento! Constante de iluminación ambiental -> no es fisicamente correcto, depende del artista, …

8 Mapa de Fotones: Descripción
Es un algorítmo de iluminación global desarrollado en por Henrik Jensen Nos permite separar la ecuación de rendering en varias partes independientes entre si. Pudiendose usar diferentes algoritmos para cada una. Junto con ray tracing cubre todas las partes de la ecuación de rendering

9 Mapa de fotones: Algoritmo
Es un algoritmo de dos pases. Primer pase: Lanzamiento de fotones Dependiente de las luces de la escena Diferentes tipos de luces: focal, puntual,… Ruleta rusa Se obtiene un mapa con los fotones Segundo pase: Renderizado Se usa el mapa de fotones para visualizar la escena. Ray tracing Dependiente de la vista

10 Mapa de fotones: Primer pase
Fotón: Dirección Posición Energía Luz: Puntual, cuadrada, compleja Lanzamiento de fotones Depende de la luz que lo emita. Técnicas de Monte-Carlo para lanzarlos aleatoriamente.

11 Mapa de fotones : Primer pase
Dinámica del fotón: Puede pasar tres cosas Reflexión Transmisión Absorción Depende de las propiedades de los objetos con los que choque. Difuso y Especular. Difuso: Absorción y rebote Especular: Reflexión y/o transmisión

12 Mapa de Fotones: Primer Pase

13 Mapa de fotones : Primer Pase
                                                                                                                  Mapa de fotones : Primer Pase Ruleta rusa: Técnica estocástica que elimina fotones no importantes para que los cálculos se centren en los importantes. Ejemplo: Objeto con factor especular 0.5 Sin ruleta rusa: se reflejan 1000 fotones con la mitad de la energía. Con ruleta rusa: se reflejan 500 fotones con la energia. La ruleta rusa nos permite seleccionar esos 500 fotones Intervalo de selección:

14 Mapa de fotones: Primer Pase
Resultado: Mapa de fotones. Representa la iluminación de la escena. Organización del mapa: Estructuras de subdivisión espacial eficientes: kd-tree, diagrama de voronoi…

15 Mapa de fotones: Primer Pase

16 Mapa de fotones: Segundo Pase
Visualización del mapa de fotones

17 Mapa de fotones: Segundo Pase
Se usa back ray tracing. Lanzamiento de rayos por cada uno de los pixeles de la pantalla.

18 Mapa de fotones: Segundo Pase
Estimación de la radiación

19 Mapa de fotones: Segundo Pase
Factores en la estimación: Radio de la búsqueda. Número de vecinos. Errores en la estimación! En las esquinas de los objetos. Solución: Aplicar peso a los más ceranos… Filtro Gaussiano, Filtro cónico, …

20 Ejemplos

21 Ejemplos

22 Ejemplos

23 Ejemplos

24 Ejemplos

25 Ejemplos: El proyecto :P

26 Ejemplos: El proyecto :P

27 Ejemplos: El proyecto :P

28 Ejemplos: El proyecto :P

29 Ejemplos: El proyecto :P

30 Recursos Adicionales Página Web de Henrik Jensen:
Libro de Henrik Jensen: Jensen, Henrik W., Realistic Image Synthesis Using Photon Mapping, A K Peters, Ltd., Massachusetts, 2001 Photon Mapping by Zack Waters