Modelado para la Renderización Foto-Realista de Pan

Abstract

El modelado foto-realístico de materiales con una estructura interna compleja presenta varios desafíos en Computación Gráfica. Específicamente, la miga del pan es un material translúcido cuya estructura es porosa, mostrando detalles en distintas escalas. Si se pretende obtener resultados fotorealistas, deben modelizarse fenómenos tales como sombras internas, oclusión, transmitancia y absorción. La solución típica en estos casos es la aplicación directa de la ecuación del rendering, es decir, utilizar iluminación global (ray tracing, path tracing). Sin embargo, estos métodos presentan un costo computacional elevado y necesitan una malla 3D detallada del material.
El estado del arte en renderización de materiales porosos utiliza un complejo procedimiento de captura donde la luz que es reflejada por el material es obtenida en distintos ángulos. Esa información es utilizada para reconstruir un modelo computacional del material. Si bien utilizando esta técnica es posible modelar alguna de las propiedades lumínicas deseadas, los costos computacionales asociados, el procedimiento de captura requerido y la baja variabilidad de la imagen resultante han provocado una dificultosa aplicación práctica del método.
En este trabajo proponemos el estudio e implementación en GPU de un modelo basado en direct volume rendering sobre un campo escalar representando la estructura de la miga de pan sin utilizar estructuras intermedias. Las imágenes obtenidas muestran resultados promisorios en tiempo real. La miga es representada a través de un campo escalar 3D, el cual es computado en dos pasos. El primero utiliza una generación a través de sistemas de partículas, y el segundo aplica sistemas dinámicos para evolucionar las partículas, emulando el proceso de leudado y cocción del pan.