Renderizado de medios participativos.

Abstract

El renderizado de medios participativos es un conjunto de técnicas avanzadas de computación gráfica, diseñadas para crear representaciones visuales de espacios tridimensionales. Incluyen elementos volumétricos que dispersan la luz, como nubes o niebla, agua turbia, plástico y vidrio, además de las superficies comúnmente utilizadas en el modelado tradicional. Técnicamente, los fenómenos simulados por estas técnicas se deben a la interacción de la luz con un gran número de partículas microscópicas, que se modelan considerando sus propiedades estadísticas. Este enfoque evita el uso de memoria y reduce los tiempos de cómputo que conllevan la creación y operación con micro partículas de forma individual. Estas técnicas se aplican en la generación de imágenes médicas, simulaciones científicas, videojuegos, películas, entre otros. En este proyecto se describen e implementan técnicas para medios homogéneos, o sea aquellos en los que la distribución de las partículas es uniforme, así como para medios heterogéneos cuando no es el caso. Entre ellas se encuentran el Ray Marching, Delta Tracking y Ratio Tracking. Como producción propia se desarrolló un renderer en C++, usando la librería NanoVDB para implementar y comparar diferentes técnicas de renderizado, ya sea en la calidad de las imágenes como en sus tiempos de ejecución. Durante la implementación se tomó en cuenta la eficiencia computacional, ya que estas técnicas suelen ser particularmente costosas.