Fingxels : Algoritmo de iluminación global basado en el uso de vóxeles.

Abstract

En este trabajo se aborda el problema de la iluminación global en tiempo real, un problema desafiante y relevante en la industria de los videojuegos, cine, simulaciones y la computación gráfica en general. La mayoría de las técnicas de iluminación global se basan en el método de Monte Carlo. Esto las hace computacionalmente costosas, requiriendo hardware especializado y técnicas de aprendizaje automático para alcanzar el tiempo real. En este contexto, se hace foco en el algoritmo de voxel cone tracing, una técnica de trazado de conos que usa una estructura de datos basada en vóxeles. Esta técnica se ha mostrado prometedora por su capacidad para producir efectos de iluminación global de alta calidad en tiempo real sin necesidad de hardware especializado. El objetivo principal de este trabajo es crear una implementación open source del algoritmo de voxel cone tracing y probarla en hardware moderno. La implementación realizada, no solo demuestra la viabilidad y eficacia de la técnica en un entorno de hardware actual, sino que también es un recurso didáctico valioso para cualquier persona interesada en aprender acerca de computación gráfica, iluminación global y su implementación. Para la implementación, se utilizaron principalmente las herramientas Rust y OpenGL, debido a su alto rendimiento, abundancia de documentación y simplicidad. El algoritmo corre mayoritariamente en la GPU para aprovechar la alta paralelización que esta provee. Se desarrolló en Linux, pero el programa no está limitado a este sistema operativo y puede ser portado fácilmente a otros. Para la evaluación, se realizaron experimentos en distintos equipos y con distintas escenas.