Author(s): Pinto, Hugo Filipe Alves
Date: 2017
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/11705
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Framework; Modelação; Procedimental; Modelação de terrenos; Unity3D; Procedural modeling; Terrain modeling; Sistemas Gráficos e Multimédia
Desde o início dos anos 80 que a modelação procedimental tem sido abordada na criação de terrenos. Inicialmente com o objetivo de criar mapas de elevação revelou, mais tarde, ser um tema com bastante potencial para a modelação de outros componentes de um terreno. Com os sucessivos contributos e o aparecimento de novas técnicas, o estudo da modelação procedimental passou também a abordar outras características, como as redes fluviais, redes de estradas, vegetação, e mais recentemente centros urbanos. Com o objetivo de aumentar o realismo dos modelos obtidos, técnicas baseadas em fenómenos físicos foram concebidas. Apesar do potencial comprovado e da utilização de técnicas de modelação procedimental na criação de terrenos em videojogos e simuladores, existem ainda dificuldades na sua aplicação. A existência de diversas soluções, o facto de isoladamente focarem num conjunto limitado de características do terreno e a falta de controlo do processo de criação têm constituído um entrave na criação de frameworks que permitam gerar terrenos completos e utilizáveis. Neste trabalho foi efetuado o estudo das diferentes técnicas de modelação procedimental para cada característica constituinte de um terreno e foi concebida e desenvolvida uma framework de modelação procedimental. A framework desenvolvida permite a integração dessas técnicas de forma a modelar terrenos completos, com ferramentas que facilitam a interação do utilizador e a alteração de parâmetros no processo de criação. Para demonstrar o potencial da solução desenvolvida, técnicas de modelação procedimental foram implementadas e integradas na framework. Os diferentes meios de parametrização foram identificados para cada técnica implementada e os resultados da parametrização foram analisados nos modelos gerados. A solução desenvolvida no âmbito deste projeto permitiu solucionar o problema da integração e da controlabilidade de diferentes camadas que constituem a modelação de um terreno. Foi efetuada a análise de valor que permitiu identificar os benefícios que a solução introduz na adoção de técnicas de modelação procedimental e na investigação e desenvolvimento de novas técnicas.
Since the beginning of the 80s, procedural modeling have been applied in the creation of terrains. Being initially used to create height maps, lately, procedural modeling revealed to have great potential modeling other terrain components. With further contributes and the development of new techniques, other terrain characteristics such as water bodies, road networks, vegetation, and recently, urban centers began to be considered for the application of procedural modeling. To further enhance realism, techniques inspired by physics phenomena have been developed. Despite of proven potential in the use of procedural modeling techniques to create terrains for videogames and simulators, there are still some difficulties in its application. The existence of different solutions, the fact that when isolated they focus in a subset of terrain characteristics and the lack of control over the generation process turn out to be a difficulty in the development of frameworks that could generate complete and usable terrains. In this work, existing procedural modeling techniques were studied for each terrain characteristic and a procedural modeling framework was developed. Thisframework integrates different procedural modeling techniques, allowing them to generate a complete terrain, and delivering easy tools that give control over the modeling process. To demonstrate the potential of the developed solution, procedural modeling techniques were implemented and integrated inside the framework. Different methods of parametrization were identified for each implemented technique and parametrization results were analyzed in generated models. The solution developed in this project solved the integration problem and the controllability of different layers that form a complete terrain modeling. A value analysis were made to identify the benefits that the solution brings in the adoption of procedural modeling techniques and in the investigation and development of new techniques.
