Ray tracing em tempo real usando hierarchical scene signed distance fields
Resumo
O ray tracing é uma importante técnica para a obtenção de imagens foto-realísticas. O
algoritmo básico é bem conhecido e consiste em traçar raios a partir da posição de uma
câmera sintética calculando a cor dos objetos colididos com os raios. O número de raios
varia, mas normalmente é proporcional a quantidade de pixeis, o que eleva a complexidade
da técnica por se tratar de um grande número de colisões entre raios e objetos. Portanto,
métodos de aceleração são necessários. Recentemente, foram propostas soluções que
mudam o modo de representação de um objeto, fato inédito até então. Estas soluções utilizam
o signed distance fields (SDF) para representar um objeto. Deste modo, usando uma
abordagem hierarquizada de signed distance fields este trabalho apresenta uma nova maneira
de representar uma cena estática que é capaz de diminuir o tempo de execução da
geração da imagem. O algoritmo introduz um esquema que subdivide a cena por meio de
hash espacial e octree em uma etapa de pré-processamento e armazena-os em disco para
uso posterior. Inicialmente, cada malha trigonométrica da cena deve ser transformado para
uma representação signed distance fields e após isso, a hierarquia de toda cena deve ser
criada. Ao iniciar o modo de renderização, a estrutura previamente calculada é carregada
do disco e utilizada para renderizar a cena baseando-se nos algoritmos sphere tracing e
signed distance fields.
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