Un estudio de animación puede pasarse días renderizando una escena en la que aparezca agua, humo y otros elementos que afecten a la luz (y su simulación) de forma compleja. Sin embargo, un equipo de Disney Research en Zurich ha desarrollado un nuevo algoritmo capaz de reducir los tiempos de renderizado de estas escenas hasta en un factor de 1.000. Algo impensable hasta hace muy poco.

Los especialistas en animación llaman a elementos como el humo, la niebla, el agua o el polvo "medios participativos", ya que tienden a esparcir la luz a medida que viaja la distancia que separa la fuente de la cámara. En la imagen de arriba, los rayos de luz que se ven en la parte superior derecha de la imagen de Monsters University son un ejemplo de estos "medios participativos". Hoy en día los algoritmos que renderizan estos elementos lo hacen calculando de forma aleatoria las trazadas que podría tomar la luz en la escena, para luego calcular una media de los resultados.

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El problema es que el número de trazadas posibles es enorme y muchas de ellas tendrán un pequeño o nulo impacto en la apariencia final de la imagen animada. Imagina, por ejemplo, un trazado que se cruza con un obstáculo que bloquea la luz por completo, o una fuente de luz que está muy lejos de la cámara, o separada por demasiada niebla. Calcular estas trazadas no solo es una pérdida de tiempo y poder de procesamiento, pero también pueden introducir efectos indeseados en la animación.

Escena renderizada de la película Zero Dark Thirty (La noche más oscura), en la que se ve la interacción de la luz y el polvo, vía via fxguide

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Ahora, un equipo liderado por el investigador de Disney Research Wojciech Jarosz, ha desarrollado un método llamado "joint importance sampling" que identifica qué trazadas de luz son las que tienen más probabilidad de contribuir a lo que ve la cámara. El algoritmo ayuda a clasificar qué trazadas de luz son importantes a la hora de realizar el renderizado final, y cuáles se pueden excluir. Los investigadores presentarán sus conclusiones y hallazgos esta semana en la conferencia ACM SIGGRAPH en Hong Kong. Según ellos, el avance logra reducir significativamente los tiempos de renderizado a la vez que mejorar la calidad final de la animación.

"Siempre habrá ruido en la imagen, pero con nuestro método podemos reducirlo mucho más rápido, lo que se traduce en ahorros de tiempo, poder de procesamiento y al final en dinero", ha explicado Jarosz en un comunicado.

También se podría mejorar considerablemente el proceso creativo. "Tiempos más rápidos de renderizado pueden permitir a nuestros artistas centrarse en el proceso creativo en lugar de esperar a que el ordenador termine", explica Jarosz. "Esto les deja tiempo a crear imágenes más bellas que ayuden a crear una historia con más gancho".

El nuevo sistema de renderizado de Disney Research desarrollado por Jarosz y su equipo promete. De funcionar y establecerse, podría suponer una pequeña revolución en el mundo de la animación. Algo que tal vez no apreciaríamos en la pantalla final, pero que cambiaría sin duda de arriba a abajo el proceso de crear películas de animación de la nada.

Para más información sobre esta nueva técnica, puedes echar un vistazo a la página web de Jarosz. Para entender cómo el sistema de joint importance sampling puede impactar en la industria de efectos especiales en general, recomiendo"The State of Rendering". Si te gusta el mundo de la animación y los efectos especiales, te fascinarán estos avances.

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