Renderização Fotorrealista

Imagem d@ Sérgio Emanuel Duarte Dias [Ficheiro Local]
Sérgio Emanuel Duarte Dias
Código:
16798
Ano:
3
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
PL(30H)/T(30H)
Área Científica:
ENGENHARIA INFORMÁTICA
Objectivos de Aprendizagem:
Os objetivos gerais desta unidade curricular são:

1) dotar aos alunos de competências/habilidades na geração de imagens fotorrealistas em filmes de animação, efeitos visuais ou pré-visualização arquitetónica;
2) dotar os alunos de competências/habilidades em técnicas avançadas de gráficos 3D para a síntese de imagens realistas.

No que respeita aos objetivos específicos desta unidade curricular, após o processo de aprendizagem, os alunos deverão ser capazes de, pelo menos:

1) abordar os modelos que descrevem como a luz interage com diferentes materiais;
2) explicar as equações de renderização e como construir um Ray Tracing para resolvê-las;
4) projetar e implementar um sistema avançado de renderização baseados em Path Tracing;
5) avaliar os pontos fortes, os pontos fracos e as capacidades de vários algoritmos de renderização.
Conteúdos programáticos:
1) Introdução ao Ray Tracing:
- Ray Tracing: Equação de renderização, câmara básica e interseção com esferas.
- Antialiasing e Normais: Suavização de contornos e cálculo de vetores normais.
- Materiais e Luz: Superfícies difusas, metálicas e dielétricas (vidro/refração).
- Ótica: Câmara móvel, profundidade de campo (defocus blur).
2) Ray Tracing Avançado:
- Motion Blur: Introdução do fator tempo para simular objetos em movimento.
- Estruturas de Aceleração de Ray-Tracing.
- Texturas e Ruído de Perlin: Mapeamento de imagens e texturas procedurais.
- Fontes de Luz: Implementação de materiais emissores e geometrias retangulares para iluminação.
- Transformações Espaciais: Translação, rotação e instanciação de objetos 3D.
- Volumes e Nevoeiro: Renderização de efeitos atmosféricos e fumo.
3) Renderização Baseada em Física:
- Integração de Monte Carlo: Uso de amostragem aleatória estatística p
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Métodos e Critérios de Avaliação em Frequência:
As componentes teóricas e práticas são avaliadas recorrendo a quatro elementos principais:
- 2 Provas escritas (T) de avaliação de conhecimentos que valem(30%), sendo que cada uma delas vale (15%).
- 2 Projetos de grupo (P) com relatório de execução e apresentação que valem (70%), sendo que cada projecto vale(35%)

Classificação final (CF) = 0.30T + 0.7P


Métodos e Critérios de Avaliação em Exame:
O exame (E) vale 30% (substitui as provas escritas) e a nota dos projetos (P) conta para exame(70%).

nota de exame (NE) = 0.3E + 0.7P

Classificação final (CF) = 0.30E + 0.7P
Bibliografia principal:
1) T. Akenine-Möller, E. Haines, N. Hoffman, A. Pesce, M. Iwanicki, and S. Hillaire (2018), Real-Time Rendering (4th edition), A.K.Peters/CRC Press.
2) Eric Haines and Tomas Akenine-Moller (2019), Ray Tracing Gems I: High-Quality and Real-Time Rendering with DXR and Other APIs, Apress.
3) A. Marrs, P. Shirley, and I. Wald (2021), Ray Tracing Gems II: Next Generation Real-Time Rendering with DXR, Vulkan, and OptiX, Apress.
4) M. Pharr and G. Humphreys (2023), Physically Based Rendering: From Theory to Implementation (4nd edition), Morgan Kaufmann.
Língua:
Português
Esta informação promove os seguintes Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU:
Garantir o acesso à educação inclusiva, de qualidade e equitativa, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos