Real-time volumetric cloudscapes for OpenGL

Salaris, Axel (2022) Real-time volumetric cloudscapes for OpenGL. Bachelor thesis, Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana.

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Abstract

Una delle sfide più difficili della computer grafica moderna è il rendering di oggetti complessi in tempo reale.Questa tesi si concentra sul rendering di nuvole con l’obiettivo di ottenere un paesaggio nuvoloso realistico e di visivamente bello che possa essere renderizzato in tempo reale utilizzando OpenGL. Questo progetto si ispira fortemente alle tecniche utilizzate per il rendering del paesaggio nuvoloso volumetrico di Horizon: Zero Dawn, mostrato per la prima volta al SIGGRAPH 2015. L’uso di billboards volumetrici, elementi bidimensionali che vengono mostrati sullo schermo facendo utilizzando di una geometry shader, è la prima tecnica implementata per ottenere risultati simili. Una tecnica più avanzata per il rendering di elementi complessi come le nuvole è il ray marching. Questa tecnica utilizza i raggi per rilevare le collisioni e somma, in modo iterativo, il colore dell’elemento corrente per costruire il colore finale che verrà mostrato sullo schermo. Il prodotto finale è in grado di renderizzare in tempo reale nuvole in movimento e illuminate nei diversi momenti della giornata, come l’alba, il giorno, il tramonto e la notte in una scena dove è presente anche del terreno. -- One of the hardest challenges of modern computer graphics is the rendering of complex objects in real-time. This thesis focuses on the rendering of clouds with the goal to achieve a realistic and good-looking cloudscape that can be rendered in real-time making use of OpenGL. This project is heavily inspired by the techniques used for the rendering of the Volumetric cloudscape of Horizon: Zero Dawn, which was shown for the first time at SIGGRAPH 2015. The use of volumetric billboards, two-dimensional elements that are shown on screen mak- ing use of geometry shaders, is the first technique that was implemented to achieve similar results. A more advanced technique to render complex elements like clouds is ray marching, this technique uses rays to detect collisions and adds up, in an iterative way, the color of the current element to build up the final color that will be shown on screen. The final product is able to render in real-time moving and lit clouds at different times of the day, such as sunrise, noon, sunset, and nighttime in a scene that also features terrain.

Item Type: Thesis (Bachelor)
Corso: UNSPECIFIED
Supervisors: Schärfig, Randolf and Peternier, Achille
Subjects: Informatica
Divisions: Dipartimento tecnologie innovative > Bachelor in Ingegneria informatica
URI: http://tesi.supsi.ch/id/eprint/4610

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