Investigadores de Dartmouth, en colaboración con socios de la industria, han desarrollado técnicas de software que hacen que la iluminación en imágenes generadas por computadora parezca más realista. La investigación se presentará en la próxima conferencia ACM SIGGRAPH, el lugar principal para la investigación en gráficos por computadora.
Las nuevas técnicas se centran en gráficos en "tiempo real" que deben mantener la ilusión de interactividad a medida que las escenas cambian en respuesta a los movimientos del usuario. Estos gráficos se pueden utilizar en aplicaciones como videojuegos, realidad extendida y herramientas de visualización científica.
Ambos artículos demuestran cómo los desarrolladores pueden crear efectos de iluminación sofisticados mediante la adaptación de una técnica de renderización conocida como trazado de rayos.
"Durante la última década, el trazado de rayos ha aumentado drásticamente el realismo y la riqueza visual de las imágenes generadas por computadora en películas donde producir un solo fotograma puede llevar horas", dijo Wojciech Jarosz, profesor asociado de ciencias de la computación en Dartmouth que se desempeñócomo investigador principal de ambos proyectos. "Nuestros artículos describen dos enfoques muy diferentes para llevar la iluminación realista con trazado de rayos a las limitaciones de los gráficos en tiempo real".
El primer proyecto, desarrollado con NVIDIA, prevé las posibilidades para los juegos futuros una vez que los desarrolladores incorporen la plataforma de trazado de rayos RTX acelerada por hardware de NVIDIA. Los juegos recientes han comenzado a usar RTX para las sombras y reflejos físicamente correctos, pero la calidad y la complejidad de la iluminación son actualmentelimitado por la pequeña cantidad de rayos que se pueden trazar por cuadro.
La nueva técnica, denominada remuestreo de importancia espacio-temporal basada en reservorios ReSTIR, crea luces y sombras realistas a partir de millones de fuentes de luz artificial. El enfoque ReSTIR aumenta drásticamente la calidad de la representación en la tarjeta gráfica de una computadora al reutilizar los rayos que se trazaron enpíxeles vecinos y en fotogramas anteriores.
La nueva técnica se puede integrar en el diseño de juegos futuros y funciona hasta 65 veces más rápido que las técnicas de renderizado anteriores.
"Esta tecnología no solo es emocionante por lo que puede aportar a las aplicaciones en tiempo real, como los juegos, sino también por su impacto en la industria del cine y más allá", dijo Benedikt Bitterli, estudiante de doctorado en Dartmouth que fue el primer autor deun trabajo de investigación sobre la técnica.
El segundo proyecto, realizado en colaboración con Activision, describe cómo el editor de videojuegos ha incorporado efectos de iluminación cada vez más realistas en sus juegos.
Tradicionalmente, los videojuegos crean secuencias de iluminación en tiempo real utilizando lo que se denominan soluciones "horneadas": la compleja iluminación con trazado de rayos se calcula solo una vez mediante un proceso que requiere mucho tiempo. La iluminación creada con esta técnica se puede mostrar fácilmente durante el juego, pero se ve obligado a asumir una configuración fija para una escena. Como resultado, la iluminación no puede reaccionar fácilmente al movimiento de personajes y cámaras.
El artículo de investigación describe cómo Activision evolucionó gradualmente su sistema "UberBake" de un enfoque estático a uno que puede representar cambios sutiles de iluminación en respuesta a las interacciones de los jugadores, como encender y apagar las luces o abrir y cerrar puertas.
Dado que UberBake se desarrolló durante muchos años para funcionar en los juegos actuales, necesitaba funcionar en una variedad de hardware existente, desde PC de gama alta hasta consolas de juegos de generaciones anteriores.
"Los videojuegos son utilizados por millones de personas en todo el mundo", dijo Dario Seyb, estudiante de doctorado en Dartmouth que se desempeñó como coautor del artículo de investigación. "Con tanta gente interactuando con los videojuegos, esta tecnología puede tenerun gran impacto ".
Los investigadores de Dartmouth en ambos proyectos están afiliados al Laboratorio de Computación Visual de Dartmouth.
"Estas colaboraciones de la industria han sido fantásticas. Permiten a nuestros estudiantes trabajar en investigación académica fundamental informada por problemas prácticos en la industria, lo que permite que el trabajo tenga un impacto más inmediato en el mundo real", dijo Jarosz.
Los trabajos de investigación se publicarán en Transacciones ACM en gráficos y presentado en SIGGRAPH 2020 que tendrá lugar en línea durante el verano.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Dartmouth College . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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