Máster Universitario en Informática Gráfica, VideoJuegos y Realidad Virtual

Rendering Avanzado

RA (Obligatoria de 6 ECTS)

Rendering Avanzado

RESUMEN:

  • Asignatura: Obligatoria
  • Nº de créditos: 6
  • Cuatrimestre: Segundo
  • Conocimientos recomendados: haber cursado Gráficos 3D.
  • Blog de la asignatura (Noticias)Zest for Graphics

PRESENTACIÓN:

En esta asignatura partimos de la descripción de modelos de iluminación locales en un intenso recorrido que nos lleva hasta las técnicas más avanzadas de iluminación global. Se hace especial hincapié en aprovechar las posibilidades que ofrecen el hardware especializado, las APIs más modernas y los algoritmos que nos ayudan a acelerar estas técnicas, para poder alcanzar un elevado grado de realismo sin alejarnos de las exigencias de las aplicaciones interactivas (tiempo real).

En la primera parte de la asignatura se profundizará en las técnicas avanzadas de generación de gráficos por computador analizando diversas técnicas que permiten aumentar el realismo de las escenas finales en tiempo real. Se abordará el mapeado de texturas, modelos avanzados de iluminación y sombreado y técnicas de generación de sombras, visibilidad, modelado basado en imagen…

En la segunda parte de la asignatura se tratarán técnicas más sofisticadas que nos permiten representar las escenas con mucho mayor realismo, son las llamadas técnicas de iluminación global: Traza de Rayos, Radiosidad, Transporte de Luz, MonteCarlo…

TEMARIO:

Presentación [PDF]

La lista de temas es meramente indicativa. Posiblemente se introducirán cambios en el temario para incorporar novedades en técnicas gráficas desarrolladas recientemente.

    • Texturas tradicionales
    • Texturas procedurales y virtuales
    • Curvas paramétricas
    • Antialiasing (Muestreo y reconstrucción)
    • Antialiasing en el dominio de la frecuencia
    • Sombras
    • Sombras Avanzadas
    • Estructuras de aceleración; Técnicas de visibilidad
    • Alpha blending; Niebla; Corrección gamma
    • Iluminación global; Ecuación de Rendering
    • Traza de rayos
    • Traza de caminos
    • MonteCarlo
    • Cachés de irradiancia y Mapeado de fotones
    • Medios participativos
    • Traza de rayos en tiempo real
    • Aproximaciones a PBR en tiempo real. Efectos Visuales
    • Motores de render comerciales: Arnold, REYES/Hyperion, etc.
    • Transferencia de radiancia precalculada
    • Modelado e Iluminación basados en imagen

PRÁCTICAS:

  1. El viaje alucinante (obligatoria): [Enunciado]
  2. Trazador de Rayos (obligatoria/opcional): [Enunciado]

NORMATIVA:

Rendering Avanzado forma parte de un grupo de 3 asignaturas del segundo semestre que siguen una dinámica conjunta en cuanto a la distribución de contenidos didácticos y pruebas de evaluación. Junto con Animación y Simulación Avanzada y Procesadores Gráficos y Aplicaciones en Tiempo Real se da la opción de cursar una de ellas de forma completa (parte obligatoria + parte opcional), y en las otras dos sólo se exigen los contenidos y pruebas de la parte obligatoria.

En general, la asignatura que se elija como completa, además de contenidos más avanzados y prácticas extras, requiere la realización de un proyecto de investigación parcialmente guiado en el contexto de la asignatura elegida. Este trabajo puede adecuarse a los intereses del alumno de modo que suponga un primer paso en el Proyecto de Fin de Máster.

El planteamiento consta de sesiones teóricas en las que se introduce la teoría fundamental y de sesiones prácticas en las que los alumnos conjuntamente con los profesores abordan temas más avanzados y prácticas de programación.

Los conceptos se reforzarán con la realización de prácticas y trabajos práctico

  • Clases teóricas
    • Las clases presenciales no son obligatorias, si bien se recomienda la asistencia, ya que los temas tratados en la asignatura son avanzados y sólo una pequeña fracción de lo explicado en clase se recoge en las transparencias.
    • Es posible asistir a las clases teóricas de la asignatura en calidad de oyente aunque se haya convalidado o no se curse la asignatura siempre que se esté matriculado del Máster.
    • Aquellas charlas y conferencias que se consideren de gran interés podrán ser objeto de preguntas en el examen teórico y fuente de ideas para los proyectos. Se habilitarán los recursos necesarios para su visualización.
  • Laboratorios
    • El criterio más importante es la funcionalidad:  una práctica o proyecto modesto será evaluada mucho más favorablemente que un “proyecto” ambicioso que sólo da core-dumps. Los siguientes criterios que se tendrán en cuenta son:
      • La manera de resolver el problema con el programa
      • Estructuras de datos y diseño de los algoritmos
      • Claridad y documentación en el código
      • Eficiencia y elegancia en la implementación.
    • Se procura alentar el diálogo y el trabajo en equipo, pero por favor trabajad de forma independiente (a menos que el trabajo sea en grupos).

PROYECTO DE LA ASIGNATURA:

  • Los trabajos de investigación se realizarán entre 1 ó 2 personas. Deberán constar de la implementación de una o varias tecnologías, y se presentarán oralmente en clase. La elección del trabajo queda a disposición del alumno. Se proponen como ejemplos:
    • Simulación de cámaras físicamente correctas
    • Motion Blur mediante filtros separables
    • Campo de profundidad mediante filtros sepables
    • Modelado basado en imagen: rendering inverso
    • Estimación de error en la síntesis de imágenes
    • Radiosidad en entornos dinámicos
    • Fenómenos de interferencia e iridiscencia en traza de rayos
    • Podéis encontrar más ideas en los GPU Gems (1, 2 y 3)

CÓDIGO DE HONOR:

El código que se entregue en las prácticas debe contener únicamente: código escrito sólo por ti y tus compañeros de grupo, código escrito por tí en prácticas previas o con el permiso de los estudiantes involucrados en los grupos a los que hayas pertenecido previamente, y el código de las librerías permitidas para cada una de las prácticas. En el caso del proyecto de investigación de la asignatura se pueden utilizar librerías externas con el consentimiento previo de los profesores.

Os animamos a que hableis más allá de vuestro grupo de trabajo sobre temas de diseño, depuración, matemáticas… relacionados con los proyectos (salvo en el caso en el que haya cuestiones especificas en la especificación del proyecto que los hagan susceptibles de evaluación directa). El conjunto del trabajo realizado en esta asignatura refleja vuestra madurez y se espera un comportamiento profesional. Podéis preguntar respecto a cuál es la conducta adecuada en un caso específico. Si accidentalmente habéis transgredido el código de honor es importante que lo discutáis inmediatamente con alguno de los profesores para evitar un malentendido.