Cómo funciona svogi para iluminar en tiempo real
Cómo funciona svogi para iluminar en tiempo real
La técnica conocida como SVOGI (Sparse Voxel Octree Global Illumination) representa un avance para simular cómo la luz interactúa en un entorno 3D de forma dinámica. 🚀 Su objetivo principal es procesar la iluminación global mientras la escena se renderiza, sin necesidad de precalcular toda la información lumínica.
La base: voxelizar la escena en una estructura jerárquica
El núcleo de SVOGI radica en transformar la geometría compleja de una escena en una malla volumétrica manejable. Para lograrlo, se construye un octree de vóxeles dispersos. Un octree es una estructura de datos donde cada nodo o celda se puede dividir en ocho celdas hijas, organizando el espacio 3D de manera eficiente. La clave está en que es disperso (sparse), lo que significa que solo se generan nodos en las zonas donde realmente hay geometría, ahorrando una gran cantidad de memoria y potencia de procesar.
Características clave del octree en SVOGI:- Almacena datos por vóxel: Cada celda o vóxel guarda información esencial de la superficie que representa, como su vector normal y su color albedo.
- Se reconstruye dinámicamente: El motor puede actualizar este árbol en cada fotograma o a intervalos regulares, lo que permite reflejar objetos en movimiento o cambios en la iluminación.
- Discretiza el espacio: Convierte la escena continua en una jerarquía de cubos, lo que facilita los cálculos posteriores de la luz.
La magia de SVOGI no está en la geometría en sí, sino en cómo organiza el espacio para que la luz pueda rastrearse de forma inteligente y rápida.
Calcular la luz: de la voxelización a la iluminación
Una vez la escena está representada como un campo de vóxeles, el sistema puede ejecutar algoritmos para simular el comportamiento físico de la luz. El método más común es el cone tracing (trazado de conos). Este algoritmo lanza conos virtuales a través del octree para evaluar dos fenómenos principales: la oclusión ambiental y la irradiancia indirecta.
Procesos que ejecuta el cone tracing:- Evaluar oclusión: Determina cuánta luz ambiental llega a un punto, creando sombras suaves y contactos más realistas.
- Calcular irradiancia indirecta: Simula cómo la luz que rebota de una superficie coloreada afecta al color de las superficies adyacentes, generando color bleeding o sangrado de color.
- Depender de la resolución: La precisión de estos efectos está directamente ligada a la resolución del octree y a la profundidad a la que se trazan los conos.
Equilibrio entre fidelidad y rendimiento
Aunque SVOGI promete una iluminación global precisa en tiempo real, su implementación tiene un coste computacional significativo. El proceso de voxelización y el trazado de conos consumen muchos recursos de la GPU. Por este motivo, algunos desarrolladores optan por técnicas más tradicionales y menos exigentes, como los lightmaps precalculados, especialmente en proyectos donde la prioridad es mantener una alta tasa de fotogramas sin sobrecargar el hardware gráfico. ⚖️ La elección siempre depende de encontrar el equilibrio correcto entre calidad visual y rendimiento en la aplicación final.