Photomapping

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PHOTON MAPPING

Universidad Privada del Norte

Denis Anthony Burgos Llumpo
deniscom@hotmail.com

Susann Milagritos Escalón Quezada
milagritos_1088@hotmail.com

Freddy Alessandro García García
malestrom_@hotmail.com

RESUMEN

En este paper, se trata de explicar de manera precisa los conceptos básicos sobre Photon Mapping, una técnica importante y necesaria para obtener imágenes demayor calidad con la luminosidad oportuna que pueda manejar cualquier geometría. Para ello, hemos decidido hacer un breve repaso sobre los conceptos de Iluminación Global y lo que aquello implica, con la intención de comprender y valorar las extraordinarias cosas que con ayuda de la computación gráfica y sus algoritmos se puede obtener.

Palabras Claves: Renderización. Caústicas. Ray Tracing.Reflexión. Refracción.

1. IntroducCión

Hoy en día, las computadoras se han convertido en una herramienta poderosa para producir imágenes en forma rápida y económica. No existe ninguna área en donde no sea posible aplicar gráficas por computadora con algún beneficio, por ello se ha generalizado la utilización de gráficas por computadora. Todo ello ha logrado que las gráficas por computadorase utilicen de manera rutinaria en diversas áreas, como en la ciencia, ingeniería, empresas, industria, gobierno, arte, entretenimiento, publicidad, educación, capacitación y presentaciones gráficas. Por ello, hagamos un breve recorrido por los conceptos de Photon Mapping para comprender dicho proceso y estar en la capacidad de desarrollar algoritmos que permitan su desarrollo.

2.Iluminación Global

1. Definición

Es la simulación de la conducta natural de la luz. Con este efecto los haces de luz rebotan en los objetos modificándose sus propiedades (color principalmente). De esta manera se consigue un mayor realismo de los objetos.

a. Rendering
“Rendering” es el proceso que permite generar una imagen (en 3D o una animación en 3D) a partir de un modelo, usando una aplicaciónde computadora.

El modelo es una descripción en tres dimensiones de objetos en un lenguaje o estructura de datos estrictamente definidos. Este debería contener geometría, punto de vista, textura e información de iluminación. La imagen resultado de la renderización es una imagen digital (raster).

La renderización se utiliza en la producción de imágenes en 3D para juegos, diseño computacional,efectos especiales del cine y la TV, etc.

En el caso de los gráficos en 3D, el renderizado puede hacerse lentamente (pre-renderizado) o en tiempo real.
El pre-renderizado es un proceso computacional intensivo que es utilizado generalmente para la creación de películas y su resultado es de altísima calidad. Además, en el prerenderizado, todos los movimientos y cambios en las escenas en 3D yafueron prefijados antes del inicio de la renderización.

Mientras, el renderizado en tiempo real es más usado en los juegos en 3D y suele procesarse a través de tarjetas aceleradoras de 3D, por ser un proceso sumamente pesado. En este caso, todos los movimientos y cambios en la escena son calculados en tiempo real, pues los movimientos del jugador no son predecibles.
Ecuación de Rendering
En lanaturaleza hay multitud efectos luminosos.
La ecuación de rendering nos permite modelarlos
Lr = Ldirecta + Lespecular + Lcaustica + Lindirecta

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Fig. 1.

Describe el transporte de energía en la escena
• Datos de entrada:
– Fuentes de luz
– Geometría de las superficies
– Características de reflexión de las superficies
• Salida: valor de la radianza en todas lassuperficies y en todas direcciones

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Fig. 2.

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Fig.3.

b. Ray Tracing

El aprendizaje de alguna de estas técnicas para la representación de imágenes por computadora presenta barreras para los que deseen estudiarla, debido al alto contenido matemático y físico.

Curiosamente esta técnica no fue creada por la comunidad de computer graphics

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