Resolución de problemas inversos de iluminación utilizando Photon Mapping.

Abstract

La luz es un elemento clave para percibir el entorno, por lo tanto debe ser tenido en cuenta durante el proceso de diseño arquitectónico. En general, quien diseña debe satisfacer ciertas intenciones de iluminación en una escena y está limitado a ciertas restricciones, por ejemplo puede necesitar satisfacer restricciones de eficiencia energética, puede preguntársele cuál es la mejor distribución de las luces de una habitación para aprovechar de manera eficiente la energía eléctrica, o también puede requerírsele la ubicación óptima de un objeto de forma que se maximice el uso de la luz natural. Los problemas inversos de iluminación (ILPs) son el tipo de problemas propuestos para satisfacer las intenciones de iluminación. Este tipo de problemas se pueden plantear y resolver como problemas de optimización. La propuesta de este trabajo es implementar un programa que permita la de resolución de ILPs utilizando la técnica de Photon Mapping (Mapeo de Fotones). El uso de esta técnica permite manejar restricciones de iluminación y otros aspectos de las escenas que no pueden ser resueltos con otras técnicas como la Radiosidad. Por otra parte, photon mapping es más eficiente para computar restricciones en ILPs que requieran la variación de la geometría, o la inclusión de reflexiones no difusas. También es de interés explorar las ventajas de usar el poder computacional de las tarjetas gráficas (GPUs) para resolver estos problemas, donde es posible implementarlos eficientemente utilizando bibliotecas especializadas en la traza de rayos (ray tracing) como OptiX. Las técnicas desarrolladas podrían ser parte de un paquete de diseño arquitectónico para ser utilizado por arquitectos o ingenieros.