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U.M.S.N.H. Año 14/ Noviembre - Diciembre / No. 84
A mayor número de caminos de luz por píxel, la calidad de la imagen obtenida aumenta. Escena tomada de https://benedikt-bitterli.me/
resources/
Las imágenes generadas por computadora la solución, es decir, el render que se quiere calcular.
que simulan la realidad son usadas en diversos ám- Por ejemplo, se pueden obtener aleatoriamente 32
bitos: películas animadas, videojuegos, diseño asis- caminos por cada píxel de la imagen para estimar el
tido por computadora y realidad virtual. La gene- valor del transporte de luz detectado en cada píxel.
ración de estas imágenes necesita un conjunto de Este número de caminos aleatoriamente obtenidos
datos de entrada, conocidos como escena, que, a puede ser incrementado para obtener una mejor
grandes rasgos, están conformados por los valores solución, como te lo mostramos en la siguiente fi-
de la cámara, la ubicación de las luces y los obje- gura. Al algoritmo que obtiene aleatoriamente va-
tos presentes en la escena, cada uno con un ma- rios caminos de luz en todos los píxeles de la ima-
terial asociado que determina cómo interactúa la gen que está siendo calculada, se le conoce como
luz con estos objetos. Posteriormente, esta escena algoritmo path tracing o trazador de caminos.
es procesada por una computadora mediante algo-
ritmos que simulan el transporte de luz, generando Rapidez para obtener la solución
una imagen final llamada render como lo que se re- La velocidad con la que se obtiene una ima-
presenta en la siguiente figura. gen (solución) de la simulación del transporte de luz
La simulación del transporte de luz es extre- depende de la manera en la que se obtuvieron los
madamente costosa dado que millones de fotones caminos aleatorios de luz. Se dice que esta gene-
están siendo emitidos. Cada una de estas partícu- ración de caminos es eficiente si es capaz de en-
las de luz emitidas interactúa y rebota con los ob- contrar frecuentemente los caminos con mayor
jetos presentes en la escena, generando un cami- energía. Mientras más eficiente sea la selección
no de luz. Esto resulta en una infinidad de posibles aleatoria de los caminos de luz, más rápido se ob-
caminos de luz que deben ser simulados por la tendrá la solución correcta.
computadora, una tarea titánica que no puede ser Un problema particularmente difícil es la
completada. Debido a esto, se recurre a una aproxi- existencia de caminos de luz altamente energéti-
mación numérica de la solución exacta, la cual se- cos, pero sumamente difíciles de obtener aleatoria-
guirá siendo extremadamente costosa, pero al me- mente. La investigación de este problema consiste
nos es calculable. en desarrollar técnicas eficientes para obtener este
El método numérico usado para este fin es la tipo de caminos de luz, con la finalidad de generar
integración Monte Carlo que, a muy grandes ras- (renderizar) imágenes fotorrealistas en un menor
gos, consiste en la obtención aleatoria de algunos tiempo.
caminos de luz que serán utilizados para aproximar Un ejemplo de obtención de caminos de luz
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