Simulación de nubes volumétricas

Abstract

Simular una atmósfera realista supone tener en cuenta un fenómeno que podemos vercasi cada día en el cielo: las nubes. Este fenómeno compuesto de partículas de agua y/ohielo puede parecer fácil de representar, pero esconde una geometría fractal que lo com-plica. Por esto mismo, a lo largo de los años han surgido diferentes estudios que tratan deencontrar un modelo para ello. Además, otra parte importante de estas es su iluminación:cuando un rayo de luz atraviesa una nube, los fotones que componen la primera pueden serdispersados o absorbidos por las partículas de la segunda. Simular este comportamiento esuna tarea difícil.En este trabajo de fin de grado se va a estudiar una de las técnicas que existen para lasimulación de nubes volumétricas. En el modelo estudiado se utilizan varias texturas 2D y3D creadas mediante ruido procedural (Perlin y Worley). Estas texturas se utilizan paradefinir dónde, con qué forma y detalle se van a mostrar las nubes. Para visualizarlas seutiliza un algoritmo llamadoray marchingque calcula la densidad e iluminación de la nubepor cada iteración. En el caso de la iluminación, se utilizan dos funciones para aproximarla:la ley de Beer y la función de fase de Henyey-Greenstein.Además, se ha implementado una aplicación que permite visualizar nubes, permitiendocambiar la cantidad que hay en el cielo, su densidad, la altura a la que se encuentran, suiluminación o la posición del sol. También es posible hacer que estas se muevan en unadirección y con una velocidad fijada.