domingo, febrero 24, 2008

Físicamente imposible

No es difícil verlo: ¿qué es lo que "falla" en la siguiente imagen?
Dos esferas de cristal (XSight RT)
No se trata de la distorsión de los mosaicos: la imagen ha sido generada con una lente cilíndrica. Este tipo de lentes permite representar ángulos mayores en una de las dos dimensiones (alto/ancho), al precio de que las líneas rectas no siempre se representan como líneas rectas en la imagen generada.

El problema está, en efecto, en la sombra bajo las esferas. Pero no se trata de que sobren las sombras... sino de que falta algo dentro de las sombras: el área donde se concentran los rayos por el efecto lenticular de las esferas. Es una paradoja: se puede lograr sombra con una esfera transparente.
La imagen ha sido generada, por supuesto, con XSight RT, y se trata de una prueba del nuevo soporte para refracción. La buena noticia: la simulación de materiales es buena. Me gusta más la apariencia del "vidrio" (la mezcla de reflexión y refracción dependiente del ángulo de incidencia) de XSight RT que la de POV Ray, al menos en el vidrio que éste ofrece por omisión. Además, no se pierde velocidad relativa.
Imagen generada con POV Ray¿Cómo habría que resolver lo de la sombra? POV Ray ofrece varias salidas: la primera, que fue probablemente la primera en soportar históricamente, consiste en tener en cuenta la presencia de materiales transparentes al efectuar las pruebas de oclusión. Es decir, se podría permitir que la luz directa atravesase la esfera. XSight RT no seguirá esa vía... porque también es físicamente incorrecta. El problema es que el algoritmo puro de raytracing no permite generar las superficies cáusticas. El raytracing consiste en generar los rayos a la inversa, partiendo de la cámara, y aquí hace falta trazar rayos directamente desde una fuente de luz.
La segunda solución de POV Ray, y que será la implementada por XSight RT, es utilizar una técnica llamada photon mapping. El reto está en hacerlo eficientemente, y que la técnica sea lo más "transparente" posible para el diseñador gráfico. Quiero decir, que no sea necesario indicar tropecientos parámetros para poder generar este tipo de imágenes.

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3 Comments:

Blogger Juan Antonio said...

umm, ¿Que no se reflejan las esferas entre ellas? Al menos yo no distingo dicho reflejo.

lunes, febrero 25, 2008 2:15:00 a. m.  
Blogger Juan Antonio said...

Vaya, debí fijarme antes. La sombra parece de un objeto opaco, es demasiado uniforme. Ademas, la de la esfera de la derecha no se proyecta sobre la esfera izquierda. ¿Acerté?

lunes, febrero 25, 2008 2:21:00 a. m.  
Blogger Ian Marteens said...

Es la sombra. El reflejo entre las propias esferas está, aunque es difícil verlo con la resolución de la imagen: en realidad, excepto por la mugre que pueda acumular, una esfera de un reflector/refractor "perfecto" no "difunde" luz. Además, la ley de Fresnel hace que el reflejo a 90 grados sea el mínimo: de ahí que el reflejo de los mosaicos en las mitades inferiores sea de intensidad variable.

Lo interesante es que la sombra, desde cierta interpretación, es más correcta que dejar filtrar la luz (el "caustics", en inglés). Lo que falta es la zona de luz enfocada por las lentes... y de ahí en adelante, en efecto, el reflejo de esa zona en las dos esferas.

POV Ray deja pasar la luz a través de las esferas, y sólo genera la imagen cáustica si se activa el "mapa de fotones". Mi idea es activar automáticamente el mapa de fotones en estos casos... lo cuál va a ser un poco complicado, porque hay que adivinar la configuración automática para que no se convierta en una castaña por lo lento.

El mapa de fotones es, en cierto sentido, el algoritmo inverso al ray tracing: se emiten rayos desde las fuentes de luz, no desde la cámara.

lunes, febrero 25, 2008 8:43:00 a. m.  

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