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Real Time Global Illumination for Dynamic scenes

Real Time Global Illumination for Dynamic scenes. Alejandro Drago 06-39485 Cesar Villasana 06-40459. Iluminación Global (GI). Conjunto de Técnicas o algoritmos de iluminación y sombreado. En escenas estáticas = menos aspectos a considerar.

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Real Time Global Illumination for Dynamic scenes

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Presentation Transcript

  1. Real Time Global Illumination for Dynamic scenes Alejandro Drago 06-39485 Cesar Villasana 06-40459

  2. 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.

  3. Tipos de iluminación: -Iluminación directa-Iluminación indirecta • Películas como SHREK, Toy Story, etc. usan técnicas para simular GI.

  4. El objetivo principal Usar técnicas que permitan el eficiente dinamismo de los objetos en las escenas.

  5. Las 3 vertientes: • Técnicas de espacio de pantalla (Screen Space Techniques) • Luces de puntos virtuales (Virtual point Lights) • Elementos finitos jerarquicos (Hierarchical Finite Elements)

  6. Técnicas de espacio de pantalla (ScreenSpaceTechniques) • Oclusión Ambiental (Ambient Occlusion) Oclusión: “Acción y resultado de cerrar u obstruir algo”– WorldReference.com

  7. Oclusión Ambiental (AmbientOcclusion) Oclusión Ambiental vs Sombreado de Phong

  8. Oclusión Ambiental (AmbientOcclusion) Esquema

  9. Oclusión Ambiental (AmbientOcclusion) • 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 .

  10. Oclusión Ambiental (AmbientOcclusion) No son resultados finales

  11. ScreenSpaceAmbientocclusion Uso de deph Buffer Pixel por pixel

  12. ScreenSpaceAmbientocclusion Esquema: Es implementado como un pixel shader. valores de profundidad alrededor del pixel -> cantidad de oclusión Implementación simple -> solo profundidad

  13. ScreenSpaceAmbientocclusion 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

  14. ScreenSpaceAmbientocclusion Desventaja: • Difícil de suavizar el ruido sin interferir con la discontinuidad de profundidades. Como los bordes de los objetos.

  15. ScreenSpaceAmbientocclusion - Usando el metodo de Crytek • Bajos costos • Buenos resultados

  16. ScreenSpaceAmbientocclusion - Usando el metodo de Crytek Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica

  17. ScreenSpaceAmbientocclusion - Usando el metodo de Crytek Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica

  18. ScreenSpaceAmbientocclusion - Usando el metodo de Crytek Crysis – Juego con el que se uso por primera vez esta técnica

  19. ScreenSpaceAmbientocclusion - Usando el metodo de Crytek En qué consiste? Ubicar puntos más hacia el centro -> mejor resultado Aproximadamente 16 sample points-> bajos costos

  20. ScreenSpaceDirectionaloclussion • Problema:

  21. ScreenSpaceDirectionaloclussion • Ejemplo:

  22. ScreenSpaceDirectionaloclussion • Solución:

  23. ScreenSpaceDirectionaloclussion • Esquema:

  24. ScreenSpaceDirectionaloclussion Orientada y Coloreada por solo un poco de tiempo extra de renderizado (2%-9%)

  25. ScreenSpaceDirectionaloclussion • Desventajas:

  26. Iluminación Indirecta (IndirectIllumination)

  27. Iluminación Indirecta (IndirectIllumination) Overhead: ~30%

  28. Escena compleja

  29. Virtual point Techniques • Instant Radiosity • Incremental Instant Radiosity • Imperfect Shadows

  30. Instant Radiosity

  31. Instant Radiosity

  32. Instant Radiosity

  33. Instant Radiosity

  34. Instant Radiosity

  35. Instant Radiosity GeForce 6800gt: 250 luces secundarias Sin sombras: 60-100 FPS Con sombras: ~17 FPS

  36. Incremental Instant Radiosity

  37. Imperfect Shadows • Consiste en disminuir la cantidad de puntos de las sombras • Disminuir calidad de las sombras

  38. Imperfect Shadows • Bajar la calidad de imagen = disminuir costos de renderizado ¿Alguna diferencia?

  39. Imperfect Shadows • Dos pasos escenciales para lograr el sombreado imperfecto:

  40. Imperfect Shadows • Algunos ejemplos:

  41. Elementos finitos jerarquicos Dynamic AO using surface elements: Consiste en tomar los elementosvisiblescomo un conjunto de discos. ¼ del tamaño de cuadros adyacentes

  42. Dynamic AO using surface elements: • Cada Disco puede:Reflejar luzCrear sombraEmitir luzCara de frente vs Cara de atrás

  43. 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.

  44. Dynamic AO using surface elements: El segundo caso es un efecto indeseado, Se omite la sombra de B (Double shading)

  45. Antiradiance • Base de la técnica: Omitir la oclusiónAntes teníamos que:

  46. Antiradiance • Ventaja Principal: No hay que chequear quien esta por delante.

  47. Antiradiance • Se crea la noción de una luz negativa (sombras). • Por ejemplo:

  48. CONCLUSIONES

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