Critérios de refinamento progressivo para navegação interactiva em ambientes virtuais complexos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, António Araújo de
Data de Publicação: 2006
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/6322
Resumo: Dissertação Mestrado - Computação Gráfica e Ambientes Virtuais.
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spelling Critérios de refinamento progressivo para navegação interactiva em ambientes virtuais complexosProgressive refinement criteria for interactive navigation within complex virtual worlds681.3:744744:681.3Dissertação Mestrado - Computação Gráfica e Ambientes Virtuais.Os algoritmos de iluminação global exigem tempos de computação elevados, resultando em grandes tempos de espera entre o momento em que o observador se posiciona num mundo virtual e o momento em que a imagem correspondente pode ser apresentada. Estes tempos de espera são um dos maiores obstáculos ao desenvolvimento de sistemas de navegação interactivos que recorram a modelos de iluminação de alta-fidelidade. Este problema pode ser ultrapassado explorando a coerência espacio-temporal inerente a estas aplicações. A coerência espacial é explorada diminuindo a frequência de amostragem do mundo virtual, enquanto a exploração da coerência temporal é conseguida reutilizando amostras calculadas para imagens anteriores. A subamostragem do mundo virtual é conseguida calculando a radiância reflectida na direcção do observador apenas nos vértices dos triângulos que constituem o modelo. Para efeitos de projecção no plano da imagem estes valores são interpolados, recorrendo ao equipamento gráfico do terminal de visualização. A interpolação resulta numa imagem de qualidade inferior à que seria obtida utilizando uma frequência de amostragem superior; fenómenos de iluminação importantes como sombras e texturas, que se caracterizam por altas frequências espaciais, podem não ser capturados. No entanto, este problema é ultrapassado aumentando a frequência de amostragem sempre que exista disponibilidade de poder de cálculo. Este aumento da qualidade da imagem ao longo do tempo é designado por refinamento progressivo e constitui o objecto de estudo da presente dissertação. A selecção dos pontos do mundo virtual correspondentes a novas amostras obedece a algum critério de refinamento, que deve assegurar uma convergência rápida para uma solução de alta qualidade. A contribuição deste trabalho consiste na proposta e avaliação de três critérios de refinamento progressivo: um aleatório, um que opera no espaço da imagem e outro que opera no espaço dos objectos. As experiências realizadas e respectivos resultados permitem concluir que este último critério apresenta uma taxa de convergência mais elevada, consumindo simultaneamente menos recursos.Global illumination algorithms require huge computation requirements, resulting in large waiting times between the moment when the view point is set and the moment when the final image is ready to be displayed. These large waiting times prevent the development of interactive navigation systems that use high fidelity physically based illumination models. This limitation can be overcome by exploring both spatial and temporal coherence, typical of such applications. Spatial coherence is exploited by subsampling the virtual world, while temporal coherence is exploited by reusing samples computed for previous frames. Subsampling is achieved by computing the reflected radiance only at triangles' vertices. To project onto the image plane, these values are interpolated by the visualization computer graphics hardware. Interpolation results on a lower quality image that what would be obtained with an higher sampling rate; illumination efects such as shadows and textures, characterized by high spatial frequencies, are often missed. This problem can be solved by increasing the sampling frequency whenever there is available computing power surplus. Increasing the image quality with time is referred to as progressive refinement and is this thesis main motivation. The selection of where to compute new radiance samples within the virtual world is guided by a refinement criterion, which must assure a fast convergence rate to an high quality solution. This thesis main contribution is the design and evaluatuion of three such criteria: a random one, an image space one and an object space criterion. Experiments and respective results show that the latter exhibits the best convergence rate, while simultaneously consuming less resources.Santos, Luís PauloUniversidade do MinhoOliveira, António Araújo de2006-12-192006-12-19T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/6322porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:46:00Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/6322Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:43:56.914147Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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