Tcnicas avanzadas de iluminacinDefinicin de Global Illumination (GI)"Global illumination is a general name for a group of algorithms used in 3D computer graphics that are meant to add more realistic lighting to 3D scenes. Such algorithms take into account not only the light which comes directly from a light source (direct illumination), but also subsequent cases in which light rays from the same source are reflected by other surfaces in the scene (indirect illumination)."La iluminacin de escenarios 3D es un tema indispensable si queremos dotar de realismo a nuestros renders.Por desgracia la luz es demasiado compleja para que sea facil de modelar con los ordenadores actuales, por eso existen diferentes tecnicas que aproximan los principios de la luz y que permiten obtener resultados que engaan al ojo.ntender las distintas t!cnicas nos ayudar" a conseguirlo.Nuestro entorno de pruebas, la Cornell Bo"he Cornell Box is a test aimed at determining the accuracy of rendering software by comparing the rendered scene with an actual photograph of the same scene. !t was created by the "ornell #ni$ersity %rogram of "omputer &raphics and Donald %. &reenberg for a paper published in '()*."La mejor manera de testear algoritmos de iluminacion es hacerlo en un entorno sencillo, como una cornell box. Nos permite medir mejor las consecuencias de los parametros que empleamos.!Cmo funciona el "a#tracin$%#razamos rayos desde la camara a la escena para saber la intensidad luminica de cada punto $isible y lo almacenamos en una imagen.l problema est" en cmo calcular la cantidad de luz que %ay en dic%o punto, para eso existen di$ersos modelos de iluminacin, unos m"s complejos que otros.Iluminacion &'on$ (()*)l algoritmo de P%ong consiste en iluminar cada punto acorde al angulo que forma la luz con la perpendicular en el punto &la normal' y el angulo que forma con la camara, y aplicandole una atenuacin por distancia al foco.Por el momento no tenemos en cuenta si %ay alg(n objeto ocluyendo la luz, o cmo afecta el entorno al punto &si la luz %a rebotado en algun lugar', ademas solo tenemos en cuenta luces puntuales, no luces que $engan de $arias direcciones &como la luz diurna'.s un modelo demasiado simple para engaar al espectador.Iluminacion &'on$ (+)*))*mbiente+ luz constante que pro$iene de todos lados &ambiental'. s una simplificacion ya que la luz ambiente recibida no tiene la misma intensidad en todas direcciones, depende de la escena.)Difusa+ luz incidente del foco de luz que se dispersa de manera %omogenea. s una simplificacion ya que la luz del foco puede $enir tambien rebotada en otros objetos, ademas de que nunca $iene de un unico punto.)specular+ luz que incide en el objeto y rebota casi perfectamente. s una simplificacion para dar un acabado m"s metalico a la superficies.Iluminacion &'on$ (*)*)l modelo de P%ong puede mejorarse aadiendo m"s propiedades del material a la ecuacin.n iluminacin un parametro que nos interesa tener en cuenta especialmente es el de emisi$idad.ste parametro nos indica cuanta luz irradia el objeto de por s-, no luz rebotada en !l..e utiliza para crear objetos como tubos fluorescentes, neones, etc.s bueno tenerlo en cuenta ya que algunos modelos de iluminacin recaen completamente sobre esta propiedad./uestra 0ornell 1ox con iluminacin P%ong &sin sombras',ombras ra#traced.i queremos sombras necesitamos saber si entre el punto a iluminar y el foco existe algun objeto ocluyendolo. #razamos un rayo desde el punto en el que queremos e$aluar la luz %asta cada foco de luz para buscar objetos que puedan estar tapando la luz. .i el rayo intersecta con algun objeto entonces esa luz no afecta al punto. ste algoritmo da sombras muy duras pero podemos sua$izarlas lanzando m"s rayos por foco usando ligeras des$iaciones de la posicin del emisor de luz &area s%ado2s'.3luminacin p%ong con sombras3luminacin p%ong con sombras3luminacion P%ong con sombras sua$izadasTecnicas comunes de iluminacin avanzadan esta presentacin trataremos las siguientes+ )*mbient 4cclusion )5adiosity)P%oton 6apping)Pat%7tracing6"s all" del modelo P%ong existen tecnicas de rendering complejas que dan mayor realismo a la escena final, cada una parte de un concepto distinto y algunas pueden ser combinadas para conseguir un acabado m"s natural.-enta.as # desventa.asEstas tcnicas tienen sus pros y sus cons: Ventajas )an mucho realismo a la escena)an pro!undidad a la escena "las cosas dejan de #erse demasiado planas$)an rique%a al entorno "aparecen matices nue#os$)&luminan %onas que de otro modo quedarian en la penumbra.es#entajas)'lto coste computacional "tiempo de render ele#ado$.)No hay una soluci(n per!ecta para todos los casos.))equiere entender la complejidad de los sistemas de raytracing.)*uchos parametros para ajustar. /mbient 0cclusion6odulamos la luz ambiente en cada punto por un factor que $iene dado por cmo de ocluida est" la zona que representa el pixel.$itamos as- que la luz ambiente sea uniforme sobre la superficie de un objeto.80mo funciona9 Lanzamos $arios rayos en diferentes direcciones sobre un %emisfero situado sobre el punto donde queremos computar su *4. .i el rayo colisiona contra algun objeto oscurecemos el punto. Podemos jugar con la distancia de los rayos para conseguir distintos resultados &*4 en interiores o exteriores'. Da profundidad a la escena permitiendo percibir la distancia entre los objetos, pero no aporta informacin sobre las propiedades luminicas de cada uno de ellos.Pocoyo, serie iluminada unicamente con ambient occlusion*mbient 4cclusion con max distance de :,;,:< y =resnel y Belbet+ consiste en alterar las propiedades luminicas de un material acorde al angulo con el que se mira.)Difraccin+ consiste en cambiar el color resultante de un rayo que atra$iesa un objeto transparente."eferencias:.#%e 0ornell 1ox %ttp+DD222.grap%ics.cornell.eduDonlineDboxD=.5aytracing by Eamis 1ucF %ttp+DD222.geocities.comDjamisbucFDraytracing.%tml3.6inimal @lobal 3llumination 5enderer %ttp+DD222.%xaG=H:.orgDminilig%tDminilig%t.%tmlH.5adiosity by Cugo lias %ttp+DDfreespace.$irgin.netD%ugo.eliasDradiosityDradiosity.%tm;.CenriF Iann Eensen Ieb %ttp+DDgrap%ics.ucsd.eduDJ%enriFDimagesDcbox.%tmlK..ponza attrium 2it% B5ay L5?M %ttp+DD222.ixbt.comDsoftD$ray7=.s%tmlG.3mage 1ased Lig%ting, Paul Debe$ec %ttp+DD222.debe$ec.orgD0@*31L=Dibl7tutorial7cga=