Edição procedimental de terrenos virtuais utilizando curvas de Bézier 3D de baixo grau em GPU
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Data
2020-09-30Primeiro membro da banca
Rutzig, Mateus Beck
Segundo membro da banca
Azevedo, Vinicius da Costa de
Metadata
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A geração procedimental de terrenos virtuais a partir de dados geoespaciais é empregada
em diversas categorias de aplicações, como simuladores virtuais, jogos e visualização de
dados de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), e frequentemente demanda a inte-
gração visual de estradas, rios e outras características do terreno. Este trabalho apresenta
uma técnica procedimental para terraplenagem de caminhos em terrenos virtuais gera-
dos a partir de Modelos Digitais de Elevação (MDE). Um caminho é uma característica
do terreno com um percurso bem definido, como uma estrada ou rio. Os caminhos são
carregados a partir de dados vetoriais e convertidos de polilinhas para curvas de Bézier
cúbicas 3D com continuidade C2 e parametrização de suavidade. Em seguida, as curvas
cúbicas são divididas e transformadas em curvas quadráticas e enviadas para a GPU onde
a nossa técnica processa todo o mapa de alturas em paralelo, calculando as movimenta-
ções de terra para criar escavações e aterros no terreno ao longo dos caminhos. A nossa
técnica emprega um hash espacial utilizando as caixas delimitadoras das curvas para re-
duzir os cálculos na GPU. A abordagem de se utilizar curvas quadráticas permite que os
cálculos de distância de ponto à curva sejam realizados de forma analítica, promovendo
uma melhora substancial no desempenho quando comparado às abordagens numéricas,
e permitindo que se alcance tempos compatíveis com execução em tempo real. Além
disso, a utilização de um conjunto de parâmetros de terraplenagem permite que o usuário
controle as dimensões e o perfil dos caminhos esculpidos no terreno, modificando a lar-
gura, a inclinação lateral, e a distância de suavização, produzindo caminhos suaves e com
aparência natural.
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