Transferencia de radiancia precalculada

La transferencia de radiancia precalculada ( PRT ) es una técnica de gráficos por computadora que se utiliza para renderizar una escena en tiempo real con interacciones de luz complejas precalculadas para ahorrar tiempo. Se pueden usar métodos de radiosidad para determinar la iluminación difusa de la escena; sin embargo, PRT ofrece un método para cambiar dinámicamente el entorno de iluminación. ^{[ 1 ]}

En esencia, PRT calcula la iluminación de un punto como una combinación lineal de la irradiancia incidente . Se debe utilizar un método eficiente para codificar estos datos, como los armónicos esféricos .

Cuando se utilizan armónicos esféricos para aproximar la función de transporte de luz, solo se pueden manejar los efectos de baja frecuencia con un número razonable de parámetros. Ren Ng et al. ^{[ 2 ]} extendieron este trabajo para manejar sombras de mayor frecuencia reemplazando los armónicos esféricos con ondículas no lineales .

PRT es útil cuando una costosa simulación de transporte de luz se puede ejecutar fuera de línea y reutilizar en tiempo de ejecución. Esto permite incluir efectos como sombras suaves, interreflexiones y dispersión subsuperficial sin cambiar el costo del sombreador en tiempo de ejecución para cada luz agregada en el entorno. ^{[ 3 ]} El PRT estándar también tiene restricciones importantes: los objetos generalmente se asumen rígidos, los efectos globales no se conservan entre objetos que se mueven de forma independiente, y la iluminación de armónicos esféricos de bajo orden produce sombras suaves de baja frecuencia en lugar de detalles nítidos de alta frecuencia. ^{[ 3 ]}

La técnica PRT local y deformable extiende la aplicación a modelos deformables, centrándose en detalles superficiales cercanos como protuberancias y arrugas, mediante armónicos zonales que pueden rotarse de forma más eficiente que los armónicos esféricos. Sloan, Luna y Snyder demostraron el método para la generación en tiempo real de sombras suaves, interreflexiones y dispersión subsuperficial en objetos deformables. ^{[ 4 ]}

La iluminación PRT y la iluminación armónica esférica relacionada también han aparecido en flujos de trabajo de juegos y bibliotecas gráficas. En Halo 3 , Bungie describió el almacenamiento de la iluminación entrante en puntos de la superficie como vectores armónicos esféricos y el uso de la iluminación PRT como parte del pipeline de iluminación global del juego. ^{[ 5 ]} La biblioteca de utilidades D3DX de Direct3D 9 incluía un motor PRT, búferes comprimidos y flujos de trabajo de texturas para generar y representar vectores de transferencia. ^{[ 3 ] [ 6 ]}

Teemu Mäki-Patola ofrece una introducción clara al tema basada en el trabajo de Peter-Pike Sloan et al. ^{[ 7 ]} En SIGGRAPH 2005, se impartió un curso detallado sobre PRT. ^{[ 8 ]}