Aceleração da deformação interativa de corpos sólidos usando GPU

• Autor(a) principal: Maule, Marilena
• Data de Publicação: 2009
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/18539
• topic: Computação gráfica; Realidade virtual; GPGPU; CUDA; Graphics computer; Interactive deformation

Aplicativos que visam simular o comportamento físico de corpos deformáveis são importantes ferramentas científicas, também exploradas em jogos e animações computacionais. O primeiro passo para fazer uma simulação é modelar o corpo que se deseja simular, e quanto mais preciso o modelo, maior será o conjunto de dados gerados. Para gerar gráficos com movimentos suaves é necessário que sejam gerados pelo menos 30 quadros por segundo. Se, no entanto, se deseja gerar gráficos interativos e essa interação inclui produzir resposta háptica – como retorno de força, por exemplo – o desempenho requerido se eleva a cerca de 1000 quadros por segundo para produzir transições suaves. Para atingir esse desempenho existem alternativas como CPUs rápidas com vários núcleos, clusters de processadores com uma rede de interconexão veloz e, recentemente, o uso do co-processador gráfico (GPU) que, além de eficiente é a alternativa mais barata. A possibilidade oferecida pelas atuais placas gráficas, de operar paralelamente sob vários dados, revigora os esforços voltados à simulação física. Assim, este trabalho se dedica a explorar a utilização do paradigma massivamente paralelo, popularizado pelas GPUs, na aceleração dos cálculos envolvidos nas iterações de um sistema de simulação de corpos deformáveis. Um esquema para simulação baseada em física de corpos deformáveis foi implementado em duas versões, uma na CPU e outra na GPU. Para medir e comparar seu desempenho, foi desenvolvida uma aplicação gráfica interativa que permite a interação háptica com retorno de força de uma ferramenta virtual com corpos deformáveis. Os resultados obtidos ajudam a ilustrar as vantagens e desvantagens introduzidas pelo uso desses dispositivos.