Publicação
Geração de terrenos em tempo real
| Resumo: | A geração de terrenos em tempo real é um problema complexo. Efectivamente, as necessidades de armazenamento e de processamento resultantes da quantidade de dados envolvida levantam um conjunto de problemas que tornaram esta área um tópico de investigação muito activo no domínio da computação gráfica. A maioria do trabalho efectuado concentra-se num conjunto de técnicas que procuram colmatar as dificuldades que surgem na representação de terrenos. Estas técnicas consistem sobretudo na aplicação de estratégias de culling e de nível de detalhe, com o intuito de reduzir o impacto que a representação de um terreno, especialmente os de grandes dimensões, tem ao nível do desempenho. Isto não obstante a grande evolução ao nível das placas gráficas que se tem verificado ao longo dos anos, mas que não tem sido, no entanto, suficiente para lidar com a tensão constante entre realismo e velocidade, entre fidelidade e número de frames por segundo que encontramos nesta área em particular e de uma forma geral na computação gráfica. Nesta dissertação apresentam-se conceitos fundamentais relacionados com a geração de terrenos em tempo real, tais como a representação do terreno, o particionamento espacial, o culling, o vertex caching, a coerência espacial e temporal e a utilização de vertex textures no envio dos valores elevação para o GPU. Inclui-se também a descrição dos algoritmos de geração de terrenos considerados mais relevantes, seleccionando-se dois da classe Tiled Blocks, segundo a classificação proposta por Losasso e Hoppe, para comparar o seu desempenho. Estes algoritmos aplicam duas técnicas diferentes de nível de detalhe, bastante comuns na maioria dos algoritmos desta classe e são, respectivamente, o Geomipmapping, descrito por De Boer e o GPU Terrain Rendering, descrito por Vistnes. Avaliou-se ainda a integração da técnica de occlusion culling empregue no algoritmo de Terrain Occlusion Culling With Horizons, descrito por Fiedler, e a utilização das vertex textures como alternativa no envio dos valores de elevação para o GPU. Como ponto de referência e com o intuito de avaliar a diferença a nível de desempenho, bem como verificar a necessidade de utilizar técnicas de nível de detalhe, concretizou-se também uma aproximação de “força bruta” que não utiliza nenhuma técnica de nível de detalhe. |
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| Autores principais: | Leitão, Ivo Alexandre Marta |
| Assunto: | Algoritmos de geração de terrenos Nível de detalhe Algoritmos de oclusão Coerência espacial e temporal Teses de mestrado - 2008 |
| Ano: | 2008 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Lisboa |
| Idioma: | português |
| Origem: | Repositório da Universidade de Lisboa |
| Resumo: | A geração de terrenos em tempo real é um problema complexo. Efectivamente, as necessidades de armazenamento e de processamento resultantes da quantidade de dados envolvida levantam um conjunto de problemas que tornaram esta área um tópico de investigação muito activo no domínio da computação gráfica. A maioria do trabalho efectuado concentra-se num conjunto de técnicas que procuram colmatar as dificuldades que surgem na representação de terrenos. Estas técnicas consistem sobretudo na aplicação de estratégias de culling e de nível de detalhe, com o intuito de reduzir o impacto que a representação de um terreno, especialmente os de grandes dimensões, tem ao nível do desempenho. Isto não obstante a grande evolução ao nível das placas gráficas que se tem verificado ao longo dos anos, mas que não tem sido, no entanto, suficiente para lidar com a tensão constante entre realismo e velocidade, entre fidelidade e número de frames por segundo que encontramos nesta área em particular e de uma forma geral na computação gráfica. Nesta dissertação apresentam-se conceitos fundamentais relacionados com a geração de terrenos em tempo real, tais como a representação do terreno, o particionamento espacial, o culling, o vertex caching, a coerência espacial e temporal e a utilização de vertex textures no envio dos valores elevação para o GPU. Inclui-se também a descrição dos algoritmos de geração de terrenos considerados mais relevantes, seleccionando-se dois da classe Tiled Blocks, segundo a classificação proposta por Losasso e Hoppe, para comparar o seu desempenho. Estes algoritmos aplicam duas técnicas diferentes de nível de detalhe, bastante comuns na maioria dos algoritmos desta classe e são, respectivamente, o Geomipmapping, descrito por De Boer e o GPU Terrain Rendering, descrito por Vistnes. Avaliou-se ainda a integração da técnica de occlusion culling empregue no algoritmo de Terrain Occlusion Culling With Horizons, descrito por Fiedler, e a utilização das vertex textures como alternativa no envio dos valores de elevação para o GPU. Como ponto de referência e com o intuito de avaliar a diferença a nível de desempenho, bem como verificar a necessidade de utilizar técnicas de nível de detalhe, concretizou-se também uma aproximação de “força bruta” que não utiliza nenhuma técnica de nível de detalhe. |
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