Download - Real Time Global Illumination for Dynamic scenes Alejandro Drago 06-39485 Cesar Villasana 06-40459
Real Time Global Illumination for Dynamic scenes
Alejandro Drago 06-39485Cesar Villasana 06-40459
Iluminación Global (GI)
• Conjunto de Técnicas o algoritmos de iluminación y sombreado.
• En escenas estáticas = menos aspectos a considerar.
• En escenas Dinámicas = se complica un poco la cuestión.
• Tipos de iluminación: -Iluminación directa-Iluminación indirecta
• Películas como SHREK, Toy Story, etc. usan técnicas para simular GI.
El objetivo principal
Usar técnicas que permitan el eficiente dinamismo de los objetos en las escenas.
Las 3 vertientes:
• Técnicas de espacio de pantalla (Screen Space Techniques)
• Luces de puntos virtuales (Virtual point Lights)• Elementos finitos jerarquicos (Hierarchical
Finite Elements)
Técnicas de espacio de pantalla (Screen Space Techniques)
• Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion)
Oclusión: “Acción y resultado de cerrar u obstruir algo” – WorldReference.com
Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion)
Oclusión Ambiental vs Sombreado de Phong
Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion)
Esquema
• Formula• La oclusión en el punto de la superficie
con normal puede ser calculado con la integracion de la funcion de visibilidad sobre el hemisferio Ω con respecto al angulo de proyeccion:
• Donde:• es la funcion de visibilidad para el punto ,
definida como cero si esta ocluida en la direccion y uno en otro caso, y es el paso del angulo infinitesimal de la integracion de la variable .
Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion)
No son resultados finales
Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion)
Screen Space Ambient occlusion
Uso de deph Buffer Pixel por pixel
Esquema: Es implementado como un pixel shader. valores de profundidad alrededor del pixel -> cantidad de oclusión Implementación simple -> solo profundidad
Screen Space Ambient occlusion
Ventajas:•Independiente de la complejidad de la escena•No se necesita data pre-procesada•Funciona de la misma forma consistente para cada pixel•Sin uso del CPU – puede ser totalmente realizado por el GPU•Se puede fácilmente agregar a cualquier pipeline grafico
Screen Space Ambient occlusion
Desventaja:•Difícil de suavizar el ruido sin interferir con la discontinuidad de profundidades. Como los bordes de los objetos.
Screen Space Ambient occlusion
Screen Space Ambient occlusion - Usando el metodo de Crytek
• Bajos costos
• Buenos resultados
Screen Space Ambient occlusion - Usando el metodo de Crytek
Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica
Screen Space Ambient occlusion - Usando el metodo de Crytek
Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica
Screen Space Ambient occlusion - Usando el metodo de Crytek
Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica
Screen Space Ambient occlusion - Usando el metodo de Crytek
En qué consiste? Ubicar puntos más hacia el centro -> mejor resultado Aproximadamente 16 sample points-> bajos costos
Screen Space Directional oclussion
• Problema:
Screen Space Directional oclussion
• Ejemplo:
Screen Space Directional oclussion
• Solución:
Screen Space Directional oclussion
• Esquema:
Orientada y Coloreada por solo un poco de tiempo extra de renderizado (2%-9%)
Screen Space Directional oclussion
• Desventajas:
Screen Space Directional oclussion
Iluminación Indirecta (Indirect Illumination)
Iluminación Indirecta (Indirect Illumination)
Overhead: ~30%
Escena compleja
Virtual point Techniques
• Instant Radiosity • Incremental Instant Radiosity• Imperfect Shadows
Instant Radiosity
Instant Radiosity
Instant Radiosity
Instant Radiosity
Instant Radiosity
Instant Radiosity
GeForce 6800gt: 250 luces secundariasSin sombras: 60-100 FPSCon sombras: ~17 FPS
Incremental Instant Radiosity
Imperfect Shadows
• Consiste en disminuir la cantidad de puntos de las sombras
• Disminuir calidad de las sombras
Imperfect Shadows
• Bajar la calidad de imagen = disminuir costos de renderizado
¿Alguna diferencia?
Imperfect Shadows
• Dos pasos escenciales para lograr el sombreado imperfecto:
Imperfect Shadows
• Algunos ejemplos:
Elementos finitos jerarquicosDynamic AO using surface elements:
Consiste en tomar los elementos visibles como un conjunto de discos.
¼ del tamaño de cuadros adyacentes
• Cada Disco puede:Reflejar luzCrear sombraEmitir luz
Cara de frente vs Cara de atrás
Dynamic AO using surface elements:
• Para la técnica:
Se reflejan los niveles de luz de manera indirecta.
Se reflejan sombras a los discos de cuyas caras se encuentren atrás.
Dynamic AO using surface elements:
Dynamic AO using surface elements:
El segundo caso es un efecto indeseado, Se omite la sombra de B (Double shading)
Antiradiance
• Base de la técnica: Omitir la oclusión
Antes teníamos que:
Antiradiance
• Ventaja Principal: No hay que chequear quien esta por delante.
Antiradiance
• Se crea la noción de una luz negativa (sombras).
• Por ejemplo:
CONCLUSIONES