Modelos de microfacetas para la dispersión de la luz en superficies

Abstract

Una de las bases de la computación gráfica, surge del estudio y simulación de la interacción de la luz con la materia. En base a cómo la luz se refleja en una superficie, se obtiene una percepción del tipo de material que compone a esta última. Los modelos de microfacetas asumen que la rugosidad de las diferentes superficies se modelan estadísticamente, realizando procesos estocásticos que utilizan variables aleatorias. Para el generado de imágenes realistas, existen bibliotecas y hardware gráfico que aceleran el ray tracing en las computadoras personales. Sin embargo, las bibliotecas tienen ventajas y desventajas según los diferentes contextos de aplicación. En este proyecto se realiza el estudio de la teoría de las microfacetas, y de las bibliotecas gráficas para llevar a cabo la generación de imágenes. Estos dos puntos son la base para un renderer llamado Wanderer que permite modelar distintas superficies, con el fin de realizar simulaciones realistas de materiales, el cual se desarrolló en C++, y se utilizó la biblioteca Embree para el trazado de rayos. Respecto a la teoría de las microfacetas, se analizaron los conceptos generales e implementaron varias de las distribuciones existentes para las microfacetas (Beckmann, Phong, Trowbridge-Reitz y t-Student). Además, Wanderer fue construido basado en la técnica de Path Tracing para la generación de imágenes realistas. Se generaron imágenes con diferentes escenas, distribuciones y valores de parámetros, que fueron evaluadas cualitativamente y comparadas con imágenes similares generadas con Mitsuba, ya que es un software establecido en el área de la computación gráfica. Como producto de este proyecto, se generó un código disponible en el repositorio de GitLab provisto por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, al cual se puede acceder mediante el siguiente link: https://gitlab.fing.edu.uy/luis.perdomo/ proyecto-de-grado-render.