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Rendering Avanzado -- Máster en Informática Gráfica, Juegos y Realidad Virtual – PRESENTACIÓN ’12/13 © GMRV


Índice

• Profesores

• Horario

• Normativa

• Temario y novedades

• Prácticas y laboratorio

• Forma de evaluación

• Consejos para la charla

A través de pantallas de ordenador he hecho aterrizar

un avión en la cubierta oscilante de un portaaviones,

he visto a una partícula nuclear impactar un átomo,

he volado en cohete casi a la velocidad de la luz y

he mirado a un ordenador revelando todas sus tareas

más internas

-- Ivan Sutherland, “padre” de los gráficos por ordenador,

cita de “Computer Software for Graphics”,

Scientific American, 1984.

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Profesores

Miguel Ángel Otaduy David Miraut Andrés

Despacho 2011A Extensión del Rectorado Despacho 0052 Extensión del Rectorado

[email protected] [email protected]

Tutorias: por determinar Tutorias: X (17h30-19h30)

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Horario

La clase tendrá lugar en el Aula 103 de Laboratorios l:

• los Lunes de 17h a 19h

• los Jueves de 19h a 21h

Laboratorio 105 (Lab. II) Aula de libre acceso S10 (Lab. II)

Laboratorio está dotado

de una docena de puestos

con hardware gráfico de

nVIDIA

Las clases son entre el

30 Enero y finales de Abril

Examen: fecha por confirmar

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Laboratorio I


¿Real o Modelado?

5


¿Real o Modelado?

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¿Real o Modelado?

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¿Real o Modelado?

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¿Real o Modelado?

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¿Real o Modelado?

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Normativa

• Las clases presenciales no son obligatorias, si bien se recomienda la asistencia

encarecidamente, ya que los temas tratados en la asignatura son avanzados y

pueden resultar algo complicados de estudiar “en solitario”

• Es posible asistir a las clases teóricas de la asignatura en calidad de lector aunque

se haya convalidado o no se curse la asignatura. También es posible visitar el

laboratorio en el horario en el que se imparten las clases prácticas en la que

haremos uso de hardware especializado, aunque sin hacer uso de los recursos del

laboratorio.

• Aquellas charlas y conferencias del Máster de Informática Gráfica, Juegos y

Realidad Virtual que se consideren de gran interés podrán ser objeto de trabajos

y fuente de ideas para los proyectos. Como comprendemos que no todos los

alumnos de la asignatura podrán asistir a las mismas, se habilitarán los recursos

necesarios para registrarlas y que los alumnos las puedan ver de forma diferida

cuando les sea más cómodo.

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Normativa

Se debe elegir una asignatura completa con la parte opcional


Normativa

• Para superar la asignatura se valorará:

– El trabajo realizado en las prácticas (ejercicios prácticos

con los que se consolidan los conocimientos expuestos

en clase)

• 3 prácticas a lo largo del semestre

• La realización de ejercicios/actividades opcionales

relacionadas con la asignatura

– Un trabajo de investigación en un tema avanzado en

gráficos con dos presentaciones oral del mismo (una a

mitad y otra a final de cuatrimestre)

– Y el examen teórico final

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Normativa (prácticas)

• El criterio más importante es la funcionalidad: un programa

que funciona siempre tiene más posibilidades de llevarse

una buena puntuación; no se valorarán aquellos programas

que no funcionen. Una práctica o proyecto modesto será

evaluada mucho más favorablemente que un "proyecto“

ambicioso que sólo da core-dumps.

• Los siguientes criterios que se tendrán en cuenta (y que hay

que cuidar al realizar las prácticas) son:

– La manera de resolver el problema con el programa

– Estructuras de datos y diseño de los algoritmos

– Claridad y documentación en el código

– Eficiencia y elegancia en la implementación.

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Normativa

• ¡Por favor, no hagáis trampas! Se procura alentar el diálogo y el trabajo en equipo,

pero por favor trabajad de forma independiente (a menos que el trabajo sea en

grupos). Trabajos muy similares serán considerados como copias, a menos que la

naturaleza lo pedido sea tan restrictiva que justifique las similitudes. Y una copia

implica el suspenso automático.

Simplemente piénsalo de esta manera: hacer trampas dificulta el aprendizaje y

la diversión de conseguir hacerlo.

• Es vuestra responsabilidad proteger vuestro trabajo y aseguraros que no se

convierte en el de otro.

• No se guardará la nota de prácticas de un curso al siguiente

• Está terminantemente prohibido la práctica de técnicas de overclocking en las

tarjetas gráficas del laboratorio, así como desbloquear los procesadores de vértices

y fragmentos de los chips gráficos. Este tipo de acciones pueden dañar físicamente

el equipo del laboratorio y los alumnos responsables serán amonestados

severamente.

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Código de Honor

• El código que se entregue en las prácticas debe contener únicamente: código escrito sólo por ti y tu

compañeros de grupo, código escrito por tí en prácticas previas (opc.), y el código de las librerías

permitidas para cada una de las prácticas. En el caso del proyecto de investigación de la asignatura

se pueden utilizar librerías externas con el consentimiento previo de los profesores.

• El código de prácticas anteriores debe estar claramente acreditado, tanto dónde es utilizado como

en la memoria explicativa. Y solamente puede ser utilizado con el permiso de los estudiantes

involucrados en los grupos a los que hayas pertenecido previamente.

• Os animamos a que habléis más allá de vuestro grupo de trabajo sobre temas de diseño, depuración,

matemáticas… relacionados con los proyectos (salvo en el caso en el que haya cuestiones especificas

en la especificación del proyecto que los hagan susceptibles de evaluación directa).

• El conjunto del trabajo realizado en esta asignatura refleja vuestra madurez y se espera un

comportamiento profesional: vamos a enfrentarnos a retos que no son sencillos y de ahí que se

espere algo de colaboración entre grupos. Pero de ninguna manera se van a consentir copias en las

prácticas.

• Podéis preguntarnos a los profesores -si no estáis seguros- respecto a cuál es la conducta adecuada

en un caso específico. Si accidentalmente habéis transgredido el código de honor es importante que

lo discutáis inmediatamente con alguno de los profesores para evitar un malentendido.


Normativa del laboratorio

• Las sesiones de prácticas se detallan en la página web

• En las fechas que se indique se deberá efectuar la

entrega de la documentación (código fuente y una

memoria explicativa de las prácticas) y responder a las

preguntas que realice el profesor.

• Las prácticas se podrán presentar en grupos de dos

personas (MÁXIMO). La nota de prácticas

corresponde a las respuestas realizadas, junto con la

calidad de la documentación y presentación.

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Normativa del “trabajo final”

• Un buen trabajo de investigación puede subir bastante la

nota final

• Para que ello sea posible, es necesario que se relacione en

la presentación con los conceptos expuestos en clase.

• Por el contrario, si los profesores notamos que hay faltas de

comprensión y lagunas entre lo que se ha explicado y lo que

se expone -habiendo tenido tiempo en tutorías para

resolverlo- la nota será significativamente más baja.

• Se valorará positivamente el poner en práctica la técnica

mediante código propio (o modificado citando los autores

originales).

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Normativa del trabajo final

• Los trabajos se pueden elegir entre el listado que incluiremos en la página web de

la asignatura, y es posible nuevos temas para realizar este trabajo a los

profesores. Es posible hacer trabajos con temática relacionada con AA y PGATR.

• Cada trabajo propuesto sólo lo puede realizar un grupo.

• Para solicitar un trabajo deberéis enviar un correo a [email protected]

indicando el titulo del trabajo y los componentes del grupo. Los trabajos se

asignarán por riguroso orden de recepción.

• Los trabajos se pueden realizar y presentar en grupos de tres personas

(MÁXIMO, se indica una sugerencia del tamaño del grupo en cada trabajo).

• El grupo deberá exponer el trabajo en una sesión que se indicará. Cada trabajo

puede contar con una serie de tutorías de seguimiento con el profesor.

• La asistencia a la primera reunión de inicio de trabajo es obligatoria.

• Las reuniones de seguimiento serán acordadas entre el profesor y el grupo. La no

presentación de uno de los miembros del grupo a dos reuniones acordadas

supone no aprobar esta parte.

• La nota del trabajo dependerá de la calidad de la memoria entregada, la calidad

de la exposición y de las respuestas a las preguntas que se formulen.

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¿Qué hay que entregar en las

prácticas?

• Además del código, deben ir acompañados de una

memoria explicativa:

– Bien escrito

– Con un formato aceptable

– Con las referencias adecuadamente puestas

(incluidas las sugerencias de vuestros compañeros)

– Honesta intelectualmente

• El mérito intelectual y el esfuerzo cuentan mucho

(no os pido un discurso literario, pero por favor, cuidad un poco el estilo)

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¿Cómo se entregan las prácticas?

• Vía Campus Virtual

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Normativa de exámenes

• De Abril/Mayo a Junio se guardan las partes

aprobadas.

• De un curso al siguiente no se guardará ninguna nota.

• En las prácticas se dan unos mínimos requisitos

necesarios para aprobarlas, pero el ir más allá de los

mínimos de forma proactiva y con iniciativa por parte

de los alumnos supondrá una mejora sustancial de la

nota.

Examen en Mayo: por determinar

Examen Junio (recuperación): por determinar

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Recursos bibliográficos

En esta zona de las estanterías encontrareis montones

de libros de informática gráfica. Este es un recurso

muy importante para el estudiante y el programador,

que se complementa con la información en Internet y

los artículos de las conferencias más punteras

(SIGGRAPH y EUROGRAPHICS)

Cuidado, no es la única sección, en la biblioteca tienen

una forma un tanto curiosa de catalogar los libros de

gráficos por ordenador, simulación física… así que

conviene explorar otras zonas también

004.925

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Recursos bibliográficos

• Otra importante fuente de recursos que ofrece la biblioteca son los libros

electrónicos que pueden consultarse en línea desde la Universidad

• Tenemos disponibles en línea cientos de títulos relacionados con la

informática gráfica y la programación de videojuegos, además de estar

suscritos a las editoriales de revistas científicas más importantes del

mundo.

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Página Web de la asignatura

• Normativa de las asignatura

• Calendario de trabajo

• Las transparencias

• La bibliografía

• Enunciados de Prácticas

• Enlaces al material

necesario para hacerlas

• Los datos de contacto,

horarios, tutorias… de los

profesores

• Lecturas complementarias

http://www.dac.escet.urjc.es/rvmaster/asignaturas/RA/

En esta página podréis encontrar:

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El blog de la asignatura

• Es un lugar en el que pueden

tener lugar foros de debate

online sobre los temas

propuestos en los posts

• Podéis ver algunas de las

noticias más recientes

relacionadas con el mundo

de los procesadores gráficos

• Ideas para vuestros trabajos

de investigación

• Hay un post específico para

hacer sugerencias para la

asignatura

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http://www.madrimasd.org/blogs/zestforgraphics/


Temario


Temario

• En Informática Gráfica se dio una perspectiva

general de esta asignatura a través de la taza de té

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Temario

• En Informática Gráfica se dio una perspectiva

general de esta asignatura a través de la taza de té

Sombras

Cáusticas

Síntesis

procedural

Reflexiones Motion Blur

29


Temario

• Nuestro objetivo es mucho más ambicioso…

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Temario:

• En definitiva, buscamos el realismo, como se viene

haciendo desde hace miles de años

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Temario

Mapeado de Texturas

Muestreo y antialiasing

Etapas finales del cauce gráfico (*)

Técnicas de Sombras

Técnicas de Visibilidad

Ambient Oclussion (*)

Modelado basado en Imagen (*)

Traza de rayos clásica

Radiosidad y teoría de color (*)

Técnicas de MonteCarlo

Transporte de luz

Más técnicas unbiased

Iluminación

global

Iluminación

local

Iluminación

con trucos

(*) Probablemente se verá en forma de ponencia y no entrará para examen

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Transferencia de Radiancia precalculada

Ecuación de Rendering

Medios participantes

Cachés de Irradiancia, Mapeado de fotones


Eso parecen muchas mates, ¿no?

• No son conocimientos demasiado avanzados

• Algebra lineal simple, cálculo de raíces polinomiales…

• Nos acercaremos (superficialmente) a las matemáticas de

verdad:

– Coordenadas homogéneas

– Integración de MonteCarlo

– Teoría de muestreo y filtrado (antialiasing)

– Dominio espectral

– Esféricos armónicos

– Ecuaciones diferenciales ordinarias

• Siempre desde un contexto concreto y un punto de vista

práctico y visual

• Las matemáticas son una herramienta muy poderosa que os

puede diferenciar a la hora de llevar a cabo un trabajo.

No hay que tenerlas miedo


¿Qué esperamos de vosotros?

• Que participéis en clase !

– Preguntéis cuando tengáis dudas

– Procuréis responder a las preguntas que os lance

– Exploréis los temas que más curiosidad os den!

– “Exprimid” a nuestros ponentes invitados!

– Que actuéis honorable y honestamente (no hace falta decirlo)

– Intentéis leer las lecturas recomendadas

– Que veáis los videos que os sugerimos

• Esto NO es una clase magistral.

NO es una experiencia pasiva

– Lo que queremos es que os estimule: Aprendizaje ACTIVO

• Y que pidáis ayuda cuando la necesitéis !

(no importa lo peregrino

que pueda parecer)

Y que compartáis las cosas que

saben con todos, y cuestionéis

aquello que os parezca raro, yo

no soy omnisciente

34 34


Actividades además de la clase

• La clase magistral es sólo una pequeña parte de RA

Clase

“Magistral”

(lunes 17h-19h

jueves 19h-21h)

Bib

liografía r

ecom

endada

Lecturas c

om

ple

mentaria

s

Práctica 1

Exam

en fin

al

Trabajo de investigación

de la asignatura

35

Práctica 3 Práctica 2

Parte obligatoria Sólo para los alumnos que cursen la asignatura completa


Lecturas complementarias

• En cada tema tendremos una bibliografía principal

(que es preferible leer antes de la clase)

• Y una complementaria para asentar lo aprendido y

reflexionar sobre el alcance de sus posibilidades

• En general son lecturas amenas y curiosas

• Las iremos colocando en el Campus Virtual

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Prácticas de la asignatura

37


Ejemplos de prácticas de cursos

anteriores


Nuevas Prácticas 12/13

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Trazador de rayos avanzado El templo mitológico Photon mapping

Shadow mapping

Enviroment mapping


Trabajo de investigación

de la asignatura

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Objetivos de la presentación

• Que os familiaricéis con la investigación en

informática gráfica

• Mejorar vuestra habilidad de analizar y leer de

forma crítica artículos científicos

• Reforzar vuestras habilidades de presentación

• Estimular el aprendizaje activo a través de las

discusiones en grupo, mejorar las habilidades de

argumentación

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¿Qué hay que hacer?

• Presentar de forma práctica varios artículos en clase

– Leer los artículo y el material previo (referencias)

– Implementar la técnica elegida

– Preparar las transparencias y dar la presentación

– Dirigir el debate en clase con ayuda del profesor

• Leer los artículos de los compañeros antes de que los

presenten

• Participar en la discusión

• Evaluación de esta parte: 75% la presentación

25% el debate en grupo

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Temas a elegir:

Todavía está por determinar. Una lista ilustrativa:

• Subsurface Scattering

• Materiales superrealistas

• Scripting (Maya o 3DS)

• Sistemas de cauce de producción en películas de

animación

• Síntesis procedural

• Raytracing en tiempo real

• Rendering no fotorealista

• Simulación realista de pelo

• …

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Preparación

• Leer el artículo y el material precedente

• Estar seguro de que has entendido la materia

– Habla con Miguel Ángel y conmigo si tienes dudas

– Incluso puedes contactar con el autor

• Cacharrear para implementarlo

• Piensa en recursos que te ayuden en la explicación

de forma visual: demos, vídeos…

• Considera otros posibles recursos: hojas resumen,

miniposters…

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Estructura tu charla

• Introducción

– Contexto general, motivación, establecimiento del

problema

• Contenido del artículo

– Puntos centrales del artículo, contribuciones

esenciales, relación con otros trabajos

• Debate

– Evalúa el artículo desde tu propia perspectiva

– Discute los pros y los contras, habla de tus propias

ideas sobre las posibles líneas de trabajo futuro

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Haz llegar tu mensaje

• Enfatiza los puntos importantes

– Diles lo que les vas a contar.

– Cuéntaselo.

– Diles lo que les has contado

• Ten en cuenta a tu audiencia

– ¿Cuál es el bagaje previo de conocimientos que puedes

esperar?

– ¿Cómo puedes asegurarte de que no se van a perder

en tu presentación?

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La charla

• ¡Practica la charla antes!

– Obtén realimentación de otros o usa una videocámara

– Comprueba que no te pasas del tiempo

• Habla a la audiencia, no a la pantalla

• Habla claramente, ni muy despacio ni muy rápido

• Dale tiempo a la audiencia para entender lo que

les estás contando

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Aspectos a evitar

• Pasarse del tiempo establecido

• No haber practicado la charla antes

• Perderte en los detalles, explicaciones confusas…

• Demasiadas transparencias, ecuaciones,

• Fuentes muy pequeñas, mucho texto

• Discurso discontínuo

• Ignorar a la audiencia

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Algunas citas inspiradoras

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“ I’m rather like a mosquito in a nudist camp: I know

what I ought to do, but don’t know where to begin.”

-Stephen Bayne

“The human brain starts working the moment you are born

and never stops until you stand up to speak in public.”

- George Jessel

“Before I speak, have something important to say.”

-Groucho Marx

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