Un Framework en GPU para representar y renderizar materiales en tiempo real
Autor:
Rodrigo G. Baravalle
Fecha Defensa:
04/08/2010
Resumen:
Las texturas ven su aparición en computación gráfica debido a la
necesidad de mayor realismo en las aplicaciones. Los detalles de los
materiales presentes en la realidad difícilmente pueden representarse
sólo diseñando la geometría de la misma, esto es, a través de vértices
y sus conexiones. En otras palabras, la microestructura de los
materiales de los objetos no puede ser modelada con los mismos
elementos que la macroestructura de los objetos en la escena.
Un tópico de importancia con respecto a las texturas es su obtención.
Si bien pueden utilizarse imágenes fotográficas como texturas en las
aplicaciones gráficas, éstas presentan la desventaja de ser estáticas
y de dimensión fija, lo cual despoja de flexibilidad al método,
resultando en un patrón repetitivo si es que la textura fuese a
utilizarse más de una vez, como generalmente ocurre al mapearse sobre
superficies de gran tamaño. Por otro lado, estas imágenes presentan
detalles sobre la iluminación del entorno en el cual fueron obtenidas,
con lo cual, al ser utilizadas en un modelo iluminado, puede
distinguirse que la interacción con la nueva fuente de luz no es la
esperada. Este problema resulta de difícil solución.
Debido a las limitaciones mencionadas, a lo largo de los años se
definieron métodos que buscan generar texturas utilizando modelos
matemáticos, eliminando así las restricciones mencionadas, pues la
generación puede ser introducida durante el proceso de renderización,
contando con información como posición de la fuente de luz, distancia
al observador, etc. Sin embargo, la mayoría de estos modelos falla a
la hora de presentar sencillez de síntesis, además de poder de control
sobre los materiales representados, o bien el modelo sólo está
diseñado para un material en particular.
Basados en estas consideraciones, en este trabajo presentamos un
framework para representar distintos tipos de materiales naturales,
representados por medio de la composición de funciones simples. Se
obtuvieron resultados visualmente satisfactorios, lo cual hace
alentadora la profundización en el estudio del modelo. Se realizó una
implementación para su renderizado en tiempo real, utilizando el
lenguaje Cg, aprovechando la performance de las placas gráficas
disponibles actualmente.
Institución:
FCEIA-UNR
Director y Co-Director: Claudio Delrieux, DIEC, UNS; Cristian García Bauza, CICPBA, UNICEN.