Síntesis de una escena mediante ray tracing en FPGA

Autores Rafael Andrés Herrera Guaitero Daniel Andrés Sáenz Rodelo Juan Manuel Gómez Cruz Directores Juan Carlos Giraldo Carvajal

El algoritmo de trazados de rayos o ray tracing es una de las técnicas de síntesis de imagen con mayor nivel de detalle y realismo (ver Figura 1). Sin embargo, debido a su alto costo computacional y altas latencias no es muy popular en trabajos de producción masiva y constantemente se ha visto relegado a producciones offline. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente trabajo de grado se centró en diseñar e implementar un prototipo funcional que sintetice una escena mediante FPGA, y un sistema de referencia basado en software, que permita analizar e identificar los cuellos de botella presentados en este algoritmo.

Basados en los resultados, se encontró que los cuellos de botella del algoritmo son el producto punto y el test de intersección, siendo el primero la función más llamada dentro de la ejecución del algoritmo y el segundo, la función donde el programa mantiene la mayor parte de su tiempo. Además, al comparar los tiempos de rendering de ambos sistemas se logró determinar que en todas las escenas de prueba el tiempo fue menor en la FPGA, logrando ganancias de hasta 18 veces frente al sistema de referencia.