Los gráficos por computadora hoy en día pueden producir imágenes increíblemente fotorrealistas. Sin embargo, muchos motivos requieren tiempos de cómputo muy largos. Los investigadores de KIT, Disney Research, Zurich y la Universidad de Cornell ahora han desarrollado un proceso mediante el cual objetos granulares hechos, por ejemplo, de arena, la nieve o el azúcar pueden calcularse más rápidamente. Fue presentado recientemente en la Conferencia Internacional ACM SIGGRAPH 2015 para Computer Graphics en Los Ángeles.
"Los objetos de los medios granulares, como un castillo de arena, consisten en millones o miles de millones de granos. El tiempo de cálculo necesario para producir imágenes fotorrealistas es de cientos a miles de horas de procesador", dijo el profesor Carsten Dachsbacher, del Instituto de Visualización y Análisis de Datos.de KIT explica. Los materiales, como la arena, la sal o el azúcar, consisten en granos orientados aleatoriamente que son visibles solo de cerca. La síntesis de imágenes, la denominada representación, es muy difícil, ya que los caminos de millones de rayos de luz atraviesanlos granos tienen que ser simulados. "Además, las complejas propiedades de dispersión de los granos individuales y la disposición de los granos en un sistema pueden evitar el uso de técnicas de aceleración clásicas. Esto hace que sea difícil encontrar algoritmos eficientes", agrega el estudiante de doctorado Johannes Meng."En el caso de granos transparentes y largas rutas de luz, el tiempo de cálculo aumenta de manera desproporcionada".
Para la síntesis de imágenes, los investigadores desarrollaron un nuevo proceso a múltiples escalas que adapta la simulación a la estructura del transporte de luz en medios granulares en varias escalas. En la escala más fina, cuando solo se graban pocos granos, geometría, tamaño y propiedades del materialde granos individuales discernibles, así como su densidad de empaquetamiento. Como en los enfoques clásicos, los rayos de luz se trazan a través de los granos virtuales, lo que se conoce como trazado de ruta. El trazado de ruta calcula las rutas de luz desde cada píxel hasta las fuentes de luz.Sin embargo, este enfoque no puede aplicarse a millones o miles de millones de granos.
El nuevo proceso cambia automáticamente a otra técnica de renderizado, es decir, trazado de ruta volumétrica, después de algunas interacciones, como reflexiones sobre granos, siempre que las contribuciones de las interacciones individuales ya no se puedan distinguir. Los investigadores demostraron que este método normalmente se aplica aEl cálculo de la dispersión de la luz en materiales, como nubes o niebla, puede representar con precisión y calcular de manera más eficiente el transporte de luz en materiales granulares en estas escalas.
En escalas más grandes, se puede aplicar una aproximación de difusión para producir una solución analítica y eficiente para el transporte de luz restante. Esto permite un cálculo eficiente de la representación fotorrealista en el caso de granos brillantes y altamente reflectantes, como la nieve o el azúcar.
Los investigadores también lograron demostrar cómo deben combinarse las técnicas individuales para producir resultados visuales consistentes en todas las escalas, desde granos individuales hasta objetos hechos de miles de millones de granos, en imágenes y animaciones. Dependiendo del material, el híbridoel enfoque acelera el cálculo en un factor de diez hasta varios cientos en comparación con el trazado de ruta convencional, mientras que la calidad de la imagen sigue siendo la misma.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Karlsruhe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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