Datos Identificativos 2024/25
Asignatura (*) Técnicas Avanzadas de Render Código 616G02024
Titulación
Grao en Creación Dixital, Animación e Videoxogos
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
Grao 2º cuadrimestre
Cuarto Optativa 4.5
Idioma
Castelán
Galego
Inglés
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Computación
Coordinación
Iglesias Guitián, José Antonio
Correo electrónico
j.iglesias.guitian@udc.es
Profesorado
Iglesias Guitián, José Antonio
Correo electrónico
j.iglesias.guitian@udc.es
Web http://www.j4lley.com/content/teaching/cdav/rendering/
Descrición xeral Nesta materia optativa profundízase nos coñecementos sobre o proceso de renderizado introducido na materia obrigatoria de "Materiais e iluminación". Estudaranse con máis detalle os modelos de renderización de base física, ampliamente utilizados na actualidade tanto en animación como en videoxogos. Ampliaranse os coñecementos básicos sobre o transporte da luz e as técnicas que permiten simular o seu comportamento tanto en contornos de produción offline (animación) como en tempo real (videoxogos). A segunda parte da materia estará adicada a estudar posibles implementacións ou adaptacións de modelos de iluminación física para os casos de uso en tempo real, caso dos videoxogos. A asignatura centrarase tamén nas etapas programables do pipeline gráfico das GPU mediante linguaxes de shading, o cal permitirá personalizar os procesos de xeración que teñen lugar dentro do pipeline gráfico.


Competencias / Resultados do título
Código Competencias / Resultados do título
A10 CE10 - Conocer las etapas principales del pipeline de una producción de animación o videojuego y su importancia dentro del proceso global.
A11 CE11 - Saber definir las propiedades de los materiales asignados a los objetos de una escena 3D, incluyendo el uso de las técnicas de mapeado de texturas y conocer las diferentes técnicas de iluminación y render para la generación de imágenes por computador utilizadas en animación y videojuegos. Saber evaluar el coste de las diferentes técnicas de iluminación y shading, de cara a la toma de decisiones en una producción.
B1 CB1 - Que os estudantes demostrasen posuir e comprender coñecementos nunha área de estudo que parte da base da educación secundaria xeral, e se atope a un nivel que, se ben se apoia en libros de texto avanzados, inclúe tamén algúns aspectos que implican coñecmentos procedentes da vanguarda do seu campo de estudo
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B4 CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
B5 CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
B6 CG1 - Capacidad de organización y planificación. Especialmente en el planteamiento de trabajos conducentes a la creación de los contenidos audiovisuales digitales que componen una producción de animación o un videojuego.
B7 CG2 - Capacidad de resolver problemas de forma efectiva, principalmente de carácter tecnológico y en el campo de la creación de contenidos digitales interactivos y de animación.
B8 CG3 - Conocimientos informáticos, en especial los relativos al uso de tecnologías y programas de última generación en el campo de estudio.
B9 CG4 - Conocer los procedimientos, destrezas y metodologías necesarios para la adaptación del proceso creativo al medio digital y la producción de obras artísticas a través de tecnologías específicas.
B10 CG5 - Valorar críticamente el conocimiento, la tecnología y la información disponible para su aplicación en la resolución de problemas.
B11 CG6 - Capacidad crítica y autocrítica. Necesaria en todo proceso creativo en el que se busca un compromiso con la calidad del trabajo, los resultados y las soluciones propuestas.
B12 CG7 - Trabajo en equipo. Capacidad de abordar proyectos en colaboración con otros estudiantes, asumiendo roles y cumpliendo compromisos de cara al grupo.
B13 CG8 - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica, integrando las diferentes partes del programa, relacionándolas y agrupándolas en el desarrollo de productos complejos.
B14 CG9 - Capacidad de diseño y gestión de proyectos, resolviendo los aspectos narrativos, técnicos y de gestión del proyecto de animación o videojuego.
C1 CT1 - Expresarse correctamente, tanto de forma oral como escrita, nas linguas oficiais da comunidade autónoma.
C2 CT2 - Dominar a expresión e a comprensión de forma oral e escrita dun idioma estranxeiro.
C3 CT3 - Utilizar as ferramentas básicas das tecnoloxías da información e as comunicacións (TIC) necesarias para o exercicio da súa profesión e para a aprendizaxe ao longo da súa vida.
C4 CT4 - Desenvolverse para o exercicio dunha cidadanía respectuosa coa cultura democrática, os dereitos humanos e a perspectiva de xénero.
C6 CT6 - Adquirir habilidades para a vida e hábitos, rutinas e estilos de vida saudables.
C7 CT7 - Desenvolver a capacidade de traballar en equipos interdisciplinares ou transdisciplinares, para ofrecer propostas que contribúan a un desenvolvemento sostible ambiental, económico, político e social.
C8 CT8 - Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.
C9 CT9 - Ter a capacidade de xestionar tempos e recursos: desenvolver plans, priorizar actividades, identificar as críticas, establecer prazos e cumprilos.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias / Resultados do título
R1 - Adquirir coñecementos básicos sobre as simulacións baseadas na física do transporte da luz. Entender o seu funcionamento a un nivel intermedio, especialmente no que respecta ás suas adaptacións e simplificacións para os casos de uso en tempo real. Comprender o proceso básico de renderizado nun pipeline grafico na GPU. Comprender e saber analizar a adecuación dos diferentes métodos de renderización fundamentais e como se poden ou deben utilizar nunha producción dixital de animación ou videoxogos. A10
A11
B1
B2
B3
B4
B5
B8
B9
B10
C1
C3
C8
R2 - Saber manipular as propiedades dos diferentes algoritmos e técnicas que interveñen no proceso de renderizado, tanto offline como en tempo real. Coñecer e saber explicar as implicacións básicas que teñen o uso das diferentes técnicas, así como o impacto dos diferentes parámetros que regulan o funcionamento das técnicas avanzadas de renderizado. Saber valorar o coste de utilización de diferentes técnicas nun entorno de producción. A10
A11
B6
B7
B11
B12
B13
C1
C2
C3
C7
C8
C9
R3 - Entender a importancia de coñecer e saber utilizar adecuadamente as técnicas adecuadas para un proxecto específico dentro do fluxo de traballo dunha produción de animación ou videoxogo. Impacto e influencia das decisións tomadas no resultado final. A10
B9
B10
B11
B12
B13
B14
C1
C2
C3
C4
C6
C7
C8
C9

Contidos
Temas Subtemas
Modelos de render físico. Teoría do transporte da luz. Luz e cor.
Modelos de reflectancia.
Introducción ós medios participativos.
Algoritmos avanzados de render.
· Caso práctico para o cálculo da iluminación indirecta.
Rendering en tempo real Hardware para render. Arquitectura das GPUs. Shaders.
Rasterización. Ray-tracing. Arquitecturas híbridas.
Técnicas avanzadas de rendering en tempo real.
Rendering vs Post-processing.
· Reflexións en tempo real.
· Sombras e oclusións en tempo real.
· Efectos de cámara en tempo real.
Programación de shaders, materiais e efectos Breve introducción á programación visual de efectos especiais.

Planificación
Metodoloxías / probas Competencias / Resultados Horas lectivas (presenciais e virtuais) Horas traballo autónomo Horas totais
Sesión maxistral A10 A11 B3 B5 B6 B7 B9 B10 B13 C1 C2 7 9 16
Obradoiro A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 C1 C2 C3 C4 C6 C7 C8 C9 20 18 38
Traballos tutelados A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 C1 C2 C3 C4 C6 C8 C9 0 49 49
Proba de resposta múltiple A10 A11 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B10 B11 C1 C2 C3 1 0 1
Presentación oral B1 B2 B5 B6 B10 B11 B12 B13 B14 C1 C2 C3 C4 C6 C7 C8 C9 2.5 3 5.5
 
Atención personalizada 3 0 3
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Sesión maxistral Exposición oral complementada co uso de medios audiovisuais e a introdución dalgunhas preguntas dirixidas aos estudantes, coa finalidade de transmitir coñecementos e facilitar a aprendizaxe. A clase maxistral é tamén coñecida como “conferencia”, “método expositivo” ou “lección maxistral”.
Obradoiro Modalidade formativa orientada á aplicación de aprendizaxes na que se poden combinar diversas metodoloxías/probas (exposicións, simulacións, debates, solución de problemas, prácticas guiadas, etc) a través da que o alumnado desenvolve tarefas eminentemente prácticas sobre un tema específico, co apoio e supervisión do profesorado.
Traballos tutelados Metodoloxía deseñada para promover a aprendizaxe autónoma dos estudantes, baixo a tutela do profesor e en escenarios variados (académicos e profesionais). Está referida prioritariamente ao aprendizaxe do “cómo facer as cousas”. Constitúe unha opción baseada na asunción polos estudantes da responsabilidade pola súa propia aprendizaxe. Este sistema de ensino baséase en dous elementos básicos: a aprendizaxe independente dos estudantes e o seguimento desa aprendizaxe polo profesor-titor.
Proba de resposta múltiple Proba obxectiva que consiste en formular unha cuestión en forma de pregunta directa ou de afirmación incompleta, e varias opcións ou alternativas de resposta que proporcionan posibles solucións, das que só unha delas é válida.
Presentación oral Intervención inherente aos procesos de ensino-aprendizaxe baseada na exposición verbal a través da que o alumnado e profesorado interactúan dun modo ordenado, propoñendo cuestións, facendo aclaracións e expoñendo temas, traballos, conceptos, feitos ou principios de forma dinámica.

Atención personalizada
Metodoloxías
Traballos tutelados
Descrición
As titorías complementarán os obradoiros, clases teóricas e os traballos personais, de forma que se poidan resolver as dúbidas e dificultades que surxan durante as clases, o estudo ou o traballo non presencial. Istas titorías poderanse realizar tanto en modalidade individual como en pequenos grupos.

Avaliación
Metodoloxías Competencias / Resultados Descrición Cualificación
Traballos tutelados A10 A11 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 C1 C2 C3 C4 C6 C8 C9 Elaboración de traballos individuais ou colectivos (segundo o número de alumnos e o criterio do docente) que serán titorizados polo profesor/a. Os traballos poden ser continuación de exercicios comentados e comezados nos propios obradoiros da materia ou tamén exercicios prácticos adicionais asignados polo profesor/a. Os exercicios terán unha data de entrega, e soamente en casos debidamente xustificados poderán retrasarse as entregas previo aviso ó profesor/a encargado. 40
Presentación oral B1 B2 B5 B6 B10 B11 B12 B13 B14 C1 C2 C3 C4 C6 C7 C8 C9 Trátase da presentación dun traballo final no que os estudantes deben defender o seu traballo orixinal en presencia do profesor e doutros compañeiros/as da sua clase. A defensa deste traballo é obligatoria. As temáticas dos traballos poden elixirse dentro dunha serie de opcións propostas ou acordadas entre o estudiante e o docente. 30
Proba de resposta múltiple A10 A11 B1 B2 B3 B4 B6 B7 B8 B9 B10 B11 C1 C2 C3 Trátase dunha proba obxectiva tipo test na que os estudantes deben probar o seu coñecemento real da materia. Para superar a materia é preciso obter un mínimo dun 40% da puntuación total da proba. 30
 
Observacións avaliación
O calculo da nota final do estudiante será o seguinte:

CALIFICACIÓN FINAL (sobre 100) = 40% TRABALLO PRÁCTICO TUTELADO + 30% PROBA TIPO TEST + 30% TRABALLO FINAL + (P.E.)

** Para superar a materia será condición necesaria ter obtido un mínimo dun 40% da puntuación no traballo tutelado e na proba tipo test.

** O docente resérvase o dereito de conceder puntos extra (P.E.) a aqueles alumnos que realicen satisfactoriamente tarefas adicionais que requiran un estudo que vaia máis aló do material impartido na clase. Estes puntos poderán ser utilizados para compensar a cualificación dalgunhas das probas que non acaden o mínimo do 40%. En ningún caso será sancionado o alumno que decida non realizar estas tarefas.

En caso de non superar a materia na 1ª oportunidade (e de cara á 2ª oportunidade ou oportunidade adiantada):

+ Contémplase a entrega dos traballos prácticos corrixidos (para decidir o 40% da nota final)

+ Debe superarse unha proba tipo test na data fixada a tal efecto na convocatoria establecida (mínimo 40%).

+ Debe presentar o traballo final ó profesor/a mediante unha videopresentación (opcional) ou nunha nova quenda de presentacións habilitada a tal efecto.

Todos os aspectos relacionados con "dispensa académica", "dedicación ao estudo", "permanencia" e "fraude académica" rexeranse de acordo coa normativa académica vixente da UDC.


Fontes de información
Bibliografía básica Matt Pharr, Wenzel Jakob, Greg Humphreys (2016). Physically Based Rendering: From Theory to Implementation. Morgan Kaufmann
Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman, Angelo Pesce, Michal Iwanicki, Sébastien Hillaire (2018). Real-Time Rendering. A K Peters/CRC Press
Epic Games (2023). Using Lighting and shadowing geometry, using Global Illumination, and setting up reflections.. Online

Bibliografía complementaria Philip Dutré, Kavita Bala, Philippe Bekaert (2006). Advanced Global Illumination. A K Peters/CRC Press
Multiple authors (2022). Advances in Real-time Rendering in 3D Graphics and Games. ACM SIGGRAPH
Scott Robertson (2017). How to Render HC: The Fundamentals of Light, Shadow and Reflectivity. Design Studio Press
Elmar Eisemann, Michael Schwarz, Ulf Assarsson, Michael Wimmer (2020). Real-Time Shadows. A K Peters/CRC Press

Advances in Real-Time Rendering in 3D Graphics and Games (realtimerendering.com)


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente
Shading/616G02027
Gráficos por Computador/616G02031
Materiais e Iluminación/616G02017

Materias que se recomenda cursar simultaneamente
Shading/616G02027

Materias que continúan o temario
Shading/616G02027

Observacións


(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías