CLÚSTER DE RENDERIZADO PARA LA GENERACIÓN DE MODELOS TRIDIMENSIONALES

Introducción

Se puede entender el proceso de Render como el mecanismo utilizado para obtener una imagen a partir de la descripción de una escena tridimensional. Actualmente dicho proceso ha alcanzado un alto grado de realismo, mientras que el gran problema sigue siendo el tiempo de ejecución empleado para el mismo.

Se puede entender el proceso de síntesis de imagen fotorrealistas como aquel proceso que persigue la creación de imágenes sintéticas que no se puedan distinguir de aquellas captadas en el mundo real. Dicho proceso está divido en las siguientes fases: modelado, asignación de materiales y texturas, iluminación, y render.

La última de las fases mencionadas, es decir, la que se refiere al proceso de renderizado, es la que determina el color más apropiado que se asigna a cada pixel de la escena, y cuyo resultado es una imagen que representa la escena tridimensional. Dicho color vendrá determinado por diversos factores, como por ejemplo la geometría del objeto, la posición, el color de las fuentes de luz, la posición y orientación de la cámara, las propiedades de las superficies, etc.

La fase de renderizado ha sufrido una gran evolución a lo largo del tiempo. En los primeros años de estudio de este campo, la investigación centró su foco en cómo resolver problemas básicos, como por ejemplo la detección de superficies visibles, o el sombreado básico. Conforme el tiempo iba pasando y dichos problemas se iban solventando, el estudio se fue centrando en la creación de algoritmos de síntesis más realistas, que simularan el comportamiento de la luz de la forma más fidedigna posible. Entender la naturaleza de la luz y cómo se dispersa sobre el entorno es esencial para simular correctamente la iluminación.

La etapa de renderizado, dentro del proceso de síntesis de imagen fotorrealistas, supone uno de los principales cuellos de botella en lo que a desarrollo se refiere. La razón se debe a que los algoritmos empleados requieren una gran cantidad de procesamiento de cómputo. Además, estos algoritmos han sido ya muy estudiados, por lo que resulta complicado conseguir mejoras sustanciales en lo que a resultados se refiere. Por lo tanto, resulta interesante plantear métodos que reduzcan el tiempo empleado en el proceso de renderizado desde otro enfoque, es decir, desde otro punto de vista que no se centre en el método de simulación.

Un aspecto que resulta interesante resaltar, ya en lo relativo a los parámetros que intervienen en la etapa de renderizado, es que existen ciertos parámetros cuyos valores hacen que el tiempo empleado en el renderizado se incremente, mientras que la diferencia de calidad con respecto a valores distintos de esos parámetros resulta inapreciable.

Visto de otro modo, existen ciertas configuraciones que hacen que el tiempo final de renderizado sea alto, sin mejorar sustancialmente la calidad del resultado final en lo referente a la percepción del usuario.

En el presente trabajo se aborda la problemática referente al tiempo de renderizado y la forma de cómo se puede disminuir este tiempo mediante el uso de diversas técnicas para dicho proceso. Este documento está estructurado de la siguiente forma:

Apartado 1. Se aborda el contexto donde se llevará a cabo el proyecto, hace referencia a la problemática que supone la fase de render en los proyectos relacionados con la síntesis de imagen 3D. Así mismo se declaran los objetivos, tanto generales como específicos, que se persiguen con la realización de este proyecto y la viabilidad del proyecto.

Apartado 2. Se hace una revisión de los Antecedentes y estudio de aquellas áreas que guardan relación con el proyecto, haciendo mención de aquellos autores más relevantes en esta área.

Apartado 3. Se definen las variables de estudio, tanto variable dependiente como independientes con la finalidad de mejorar los procesos de renderizado de imágenes y que estos puedan optimizar el tiempo que tarda en realizar dicho proceso.

Apartado 4. En este apartado se establecen las hipótesis tanto general como de trabajo que se generaron de acuerdo a las variables independientes y a su respectivo análisis desde la parte teórica y su relación con la variable dependiente Y= Tiempo de Renderizado.

Apartado 5. En este apartado se realiza el análisis de los datos que incluye el resumen por variable, los factores y nivel de experimentación, resumen de resultados así como la contrastación de hipótesis en donde se muestran las hipótesis aceptadas o rechazadas.

Apartado 6. Aquí se describe la propuesta de intervención, en donde se desarrolla una solución tecnológica para la solución de la problemática presentada, se narra el estado de la cuestión, el modelo de la propuesta en donde se muestra el funcionamiento tanto operativo como técnico del clúster de renderizado propuesto así como la inversión requerida y el periodo de recuperación.

Por último en este documento se encuentran los apartados de conclusiones y recomendaciones de la investigación presentada.