Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/10216/89164
Author(s): Tiago André da Silva Vila Verde
Title: Extending LEAN Mapping to Subsurface Scattering
Issue Date: 2015-07-15
Abstract: The goal of this thesis is to extend LEAN Mapping to incorporate the Subsurface Scattering effect which exists on translucent materials, such as marble or skin, while producing a model that is sufficiently simple in order to be easily incorporated into current art assets and pipelines.For the success of this project it is therefore important to know what is the current state of shading models in terms of the subsurface scattering effect, as well as what is LEAN mapping and how it can be incorporated into popular models. This document provides an overview of the most important concepts for such an understanding.Typically, a subsurface scattering effect is obtained by blurring the diffuse texture, however, previous works have found that by having each individual RGB normal pointing in different directions, it is possible to achieve a realistic scattering effect. This means that it could, potentially, be possible to apply those blurs to normal maps and have similar results. By applying it to the LEAN maps, we can further refine the process to include more detailed specular highlights.This can be done by having a deferred rendering approach and applying the blur to the G-Buffer. However, object curvature can be important depending on how curved the object is and how deep the light penetrates. By projecting onto a common plane, it is possible to capture that information and the blur can then be applied.Result comparison with previous works shows the elimination of some artifacts. Nevertheless, in frame rate terms, there is a significant decrease in performance, attributed to the number of textures being blurred. On average, rendering a frame takes about four times longer.In short, the work presented in this document is valid and shows some promise in subsurface scattering contexts, however, it can certainly be improved in the future.
Description: O objectivo desta tese passa por extender LEAN mapping para incorporar o efeito da dispersão da luz sob a superfície (Subsurface Scattering) existente em materiais translúcidos como o mármore ou a pele, criando um modelo suficientemente simples de incluir nos actuais fluxos de desenvolvimento de aplicações gráficas.Para o sucesso deste projecto é, então, importante perceber qual é o estado da arte em dos modelos de shading em termos desse efeito, assim como o que é LEAN mapping e como pode ser aplicado a típicos modelos. Este documento apresenta um visão global dos conceitos mais importantes.Tipicamente, a dispersão da luz sob a superfície de um material é obtida através da aplicação de filtros de esbatimento (blur filters) nas texturas responsáveis pela cor do objecto. No entanto, trabalhos anteriores concluíram que, ao ter cada normal RGB a apontar em diferentes direcções, é possível obter um efeito de dispersão realista. Isto significa que, potencialmente, é possível aplicar um filtro de blur aos normal maps e obter resultados semelhantes. Se estes filtros forem aplicados aos LEAN maps, pode-se ainda obter melhores resultados devido à inclusão dos detalhes de especularidade.Este processo pode ser implementado através de uma abordagem de renderização adiada (deferred rendering) e aplicar o filtro ao G-Buffer. Porém, a curvatura de um objecto pode ser importante dependendo da profundidade a que a luz penetra a superfície e do quão curvo esse objecto é. Ao projectar a informação do objecto para um plano comum, é possível capturar a informação necessária e, então, o filtro pode ser aplicado.Comparando com resultados de trabalhos relacionados nota-se que foi possível remover alguns artefactos mas, em termos de frame rate, há uma discrepância significativa pois esta nova técnica é, sensivelmente, quatro vezes mais lenta do que a técnica à qual foi comparada. Esta redução pode ser atribuída ao número de texturas a que o filtro de blur é aplicado.Resumindo, o trabalho apresentado neste documento é válido e mostra alguns pontos interessantes em contexto da dispersão da luz sob a superfície. No entanto, há aspectos que podem, certamente, serem melhorados.
Subject: Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática
Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering
TID identifier: 201321637
URI: https://repositorio-aberto.up.pt/handle/10216/89164
Document Type: Dissertação
Rights: openAccess
Appears in Collections:FEUP - Dissertação

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