| Summary: | En Computación Gráfica uno de los conceptos más importantes es el \emph{Rendering},
definido como el proceso que a partir de los datos de una escena tridimensional genera
una imagen en una ventana de visualización en 2 dimensiones. El rendering siempre
se ha enfocado en generar imágenes fotorrealistas, aunque para diversas aplicaciones y
escenarios se desea una imagen abstracta y/o estilizada. El proceso que puede generar
ese tipo de imágenes es llamado Rendering No Fotorrealista, o NPR por sus siglas en inglés
(Non Photorealistic Rendering). El NPR integra conceptos de Computación Gráfica y de
Geometría Diferencial, y puede aplicarse en visualización científica e ilustración técnica, con
el fin de destacar áreas o contornos de los objetos que son de interés para el observador; en
la producción de imágenes que imiten medios tradicionales como la pintura o la acuarela;
y en la generación de imágenes que imiten dibujos animados, entre otras áreas.
En esta memoria se diseña e implementa un marco de trabajo (framework en
inglés) para Computación Gráfica que permite desarrollar técnicas NPR y de rendering
tradicional. El diseño del marco de trabajo contempla el estudio de los puntos comunes
de diferentes técnicas de NPR y de las áreas asociadas, y, siguiendo el paradigma de la
Orientación a Objetos, define distintas componentes internas que pueden ser extendidas
para implementar técnicas de NPR y de rendering tradicional. La implementación se
realiza en el lenguaje de programación C++ utilizando bibliotecas de código abierto o
compatibles con código abierto: se utilizan la biblioteca gráfica OpenGL y el lenguaje Cg
para comunicarse con los procesadores de la tarjeta de vídeo (GPU).
El marco de trabajo incluye técnicas ya implementadas: para el rendering tradicional se
implementaron graficadores de Gouraud y de Phong, mientras que para las técnicas NPR
se implementaron graficadores de dibujado animado (Cel-Shading) y de modelos de tonos
(Gooch Shading). Se implementaron extractores de líneas de interés (Siluetas y Contornos
Sugestivos), así como una clase abstracta que permite definir nuevos tipos de líneas a
extraer. La demostración de estas implementaciones se realiza mediante una aplicación de
prueba que permite cargar modelos tridimensionales estáticos y animados; los resultados
obtenidos se muestran mediante imágenes de los modelos tridimensionales cargados en
la aplicación de prueba.
Finalmente se realiza una discusión sobre el trabajo futuro, sobre las posibles líneas de
investigación a seguir en estudios de post-grado y sobre el uso del marco de trabajo para
implementar técnicas de rendering no NPR. Se concluye que el marco de trabajo se puede
utilizar para el desarrollo de técnicas NPR y de rendering tradicional, que su desempeño
es adecuado para el rendering en tiempo real para escenas tridimensionales de tamaño
medio y que puede ser utilizado en aplicaciones reales.
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