Sobremuestreo y Paraleliza- ción; dos formas de mejorar el Trazado de Rayos

摘要

Resumen:una de las áreas más importantes de la informática gráfica es la visualización en tres dimensiones. Entre las técnicas de visualización 3-D destaca el método de trazado de rayos por el realismo en las imágenes que genera. Este método, sin embargo, plantea dos problemas: el excesivo tiempo de ejecución que requiere para generar una imagen y el efecto de enmascaramiento (aliasing) de altas frecuencias en la imagen, más comúnmente conocido como efecto escalera. En este artículo presentamos varios métodos de trazado de rayos que permiten soslayar en gran medida estos dos problemas. Para acelerar la ejecución de los métodos hemos diseñado un algoritmo paralelo de trazado de rayos que hemos codificado sobre un multiprocesador de memoria compartida Alliant FX/80. Para resolver los problemas de enmascaramiento hemos incorporado al algoritmo técnicas de sobremuestreo, pues son las más adecuadas para trazado de rayos. Concretamente, hemos utilizado las técnicas de sobremuestreo uniforme, adaptativo, estadístico y estocástico. Con este objetivo hemos tomado como punto de partida un trazador de rayos secuencial escrito en C, que permite visualizar imágenes de escenas construidas mediante árboles CSG, primitivas sólidas sencillas y superficies poligonales. A continuación hemos codificado la parte concurrente de la aplicación en el lenguaje de programación FX/Ada. Los programas resultantes permiten reducir sustancialmente los tiempos de ejecución y minimizar el número de visuales a trazar durante el proceso de visualización. En este artículo describimos el proceso de diseño de estos algoritmos y presentamos algunas imágenes generadas por los programas.