Um framework para distribuição, gerenciamento e renderização de vegetação em cenários virtuais massivos em tempo real
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Data
2020-08-19Primeiro membro da banca
Feijó, Bruno
Segundo membro da banca
Welfer, Daniel
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Mostrar registro completoResumo
A vegetação é um dos principais elementos gráficos em ambientes virtuais, pois compõe
grande parte das paisagens naturais. Em função disso, de modo a maximizar a imersão dos
usuários, é imprescindível para diversas aplicações representar a vegetação com alta fidelidade.
No entanto, a vegetação é composta por grandes quantidades de plantas, geralmente representadas
por modelos 3D complexos, gerando uma alta demanda de armazenamento e processamento
gráfico para atingir resultados visuais satisfatórios. Apresentamos um framework GPU-based
para lidar com vegetação em cenários de grande escala em tempo real. A proposta inclui uma
arquitetura para distribuir, renderizar e lidar com a interação entre plantas e objetos móveis.
As plantas são agrupadas e distribuídas procedimentalmente por similaridade, tendo como base
áreas preestabelecidas no cenário e características topográficas do terreno. Parâmetros consistentes
são utilizados para direcionar a distribuição procedimental, fornecendo consideráveis
níveis de controle artístico. Também é oferecido suporte para distribuição manual das plantas,
garantindo total domínio ao artista. Uma nova abordagem baseada em campos vetoriais e
compressão de dados é proposta para deformação de vegetação rasteira. Os campos vetoriais
codificam a deformação da vegetação rasteira, que pode permanecer deformada por períodos
arbitrários e até permanentemente. As plantas de maior porte são estruturadas em uma hash
dinâmica, que garante acesso eficiente para que objetos móveis possam identificar e lidar com
essas plantas. O desempenho da renderização é otimizado por um eficiente sistema de nível de
detalhamento e com emprego de GPU-Instancing. A arquitetura proposta também explora um
alto nível de paralelismo em GPU e os processos são gerenciados e invocados sob demanda.
Para garantir a aplicabilidade da solução, estruturas eficientes e otimizações para minimizar as
demandas por processamento e armazenamento são propostas. Os resultados obtidos mostram
que a abordagem proposta é capaz de lidar com vegetação em cenários de escala arbitrária, garantindo
um visual agradável e mantendo os custos computacionais compatíveis com aplicações
em tempo real.
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