dc.creator | Franzin, Flavio Paulus | |
dc.date.accessioned | 2021-10-15T19:54:10Z | |
dc.date.available | 2021-10-15T19:54:10Z | |
dc.date.issued | 2020-08-19 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22425 | |
dc.description.abstract | Vegetation is one of the leading graphic elements in virtual environments, as it integrates
the vast majority of natural landscapes. As a result, to maximize the immersion of its users,
several applications need to represent the vegetation with high fidelity. However, vegetation is
composed of large amounts of plants, usually represented by complex 3D models, generating
a high demand for storage and graphic processing to achieve satisfactory visual results. We
present a GPU-based framework for handling vegetation in large-scale scenarios in real-time.
Our proposal includes an architecture to distribute, render, and deal with plants’ interaction and
moving objects. The plants are grouped and distributed procedurally by similarity, based on
pre-established areas in the scenario and the terrain’s topographic characteristics. Consistent
parameters are used to direct procedural distribution, providing considerable levels of artistic
control. Support for manual placement of the plants is also offered, providing full control for
the artist. A new approach based on vector fields and data compression is proposed for undergrowth
deformation. The vector fields encode the undergrowth deformation, which can remain
deformed for arbitrary periods and even permanently. Large plants are structured in a dynamic
hash, which ensures efficient access so that moving objects can identify and deal with these
plants. An efficient LOD system and GPU-Instancing optimize rendering performance. The
proposed architecture also exploits a high GPU parallelism level, and processes are managed
and invoked on demand. Also, to guarantee the solution’s applicability, efficient structures and
optimizations are proposed to minimize processing and storage demands. The results show that
the proposed approach can deal with vegetation in arbitrary scale scenarios, ensure a pleasant
appearance, and have computational costs compatible with real-time applications. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Vegetação procedimental | por |
dc.subject | Paisagens virtuais | por |
dc.subject | Deformação de vegetação rasteira | por |
dc.subject | GPU-Based | por |
dc.subject | Cenários de larga escala | por |
dc.subject | Procedimental vegetation | eng |
dc.subject | Virtual landscapes | eng |
dc.subject | Undergrowth collision simulation | eng |
dc.title | Um framework para distribuição, gerenciamento e renderização de vegetação em cenários virtuais massivos em tempo real | por |
dc.title.alternative | A framework for distribution, management, and rendering of vegetation in massive virtual scenarios in real-time | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | 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. | por |
dc.contributor.advisor1 | Pozzer, Cesar Tadeu | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4519764091092504 | por |
dc.contributor.referee1 | Feijó, Bruno | |
dc.contributor.referee2 | Welfer, Daniel | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0962100580343526 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Ciência da Computação | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |