Modelowanie terenu na bazie symulacji erozji z wykorzystaniem deformowalnych wokseli

Podobne dokumenty
POLITECHNIKA POZNAŃSKA. Metoda Elementów Skończonych

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

Obliczenia polowe silnika przełączalnego reluktancyjnego (SRM) w celu jego optymalizacji

OPTYMALIZACJA HARMONOGRAMOWANIA MONTAŻU SAMOCHODÓW Z ZASTOSOWANIEM PROGRAMOWANIA W LOGICE Z OGRANICZENIAMI

ATRAKCYJNE PREZENTACJE

Karty graficzne możemy podzielić na:

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

Karta graficzna karta rozszerzeo odpowiedzialna generowanie sygnału graficznego dla ekranu monitora. Podstawowym zadaniem karty graficznej jest

Politechnika Poznańska

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: I stopnia (inżynierskie)

Programy CAD Modelowanie geometryczne

Modelowanie jako sposób opisu rzeczywistości. Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych Politechnika Łódzka

KOŁO NAUKOWE GEODETÓW Dahlta

Nowoczesne narzędzia obliczeniowe do projektowania i optymalizacji kotłów

Grafika komputerowa i wizualizacja. dr Wojciech Pałubicki

Język opisu sprzętu VHDL

Grafika Komputerowa Wykład 4. Synteza grafiki 3D. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/30

Sieci obliczeniowe poprawny dobór i modelowanie

Programy CAD Modelowanie geometryczne

Naukowe Koło Nowoczesnych Technologii

Katarzyna Jesionek Zastosowanie symulacji dynamiki cieczy oraz ośrodków sprężystych w symulatorach operacji chirurgicznych.

Metoda cyfrowej korelacji obrazu w badaniach geosyntetyków i innych materiałów drogowych

Wykorzystanie grafiki wektorowej do tworzenia elementów graficznych stron i prezentacji

Plan wykładu. Akcelerator 3D Potok graficzny

PRZEDMIOTY STUDIÓW STACJONARNYCH II STOPNIA

2.1.M.06: Modelowanie i wspomaganie komputerowe w inżynierii powierzchni

Synteza i obróbka obrazu. Tekstury. Opracowanie: dr inż. Grzegorz Szwoch Politechnika Gdańska Katedra Systemów Multimedialnych

Ewidencja licencji na oprogramowanie w SIST krótki przewodnik

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia I stopnia (inżynierskie)

Definicje. Najprostszy schemat blokowy. Schemat dokładniejszy

1 LEKCJA. Definicja grafiki. Główne działy grafiki komputerowej. Programy graficzne: Grafika rastrowa. Grafika wektorowa. Grafika trójwymiarowa

Techniki animacji komputerowej

Studentom zostaną dostarczone wzory lub materiały opisujące. Zachęcamy do wykonania projektów programistycznych w postaci apletów.

Propozycje tematów prac magisterskich dla studentów planujących obronę w roku akademickim 2016/2017 lub w latach późniejszych.

Najprostszy schemat blokowy

1. Prymitywy graficzne

S O M SELF-ORGANIZING MAPS. Przemysław Szczepańczyk Łukasz Myszor

OSTASZEWSKI Paweł (55566) PAWLICKI Piotr (55567) Algorytmy i Struktury Danych PIŁA

METODA ELEMENTÓW SKOŃOCZNYCH Projekt

Michał Cydzik. Promotor: Mgr inż. Waldemar Ptasznik-Kisieliński

Od wielkoskalowych obliczeń równoległych do innowacyjnej diagnostyki w kardiologii.

Projektowanie Wirtualne bloki tematyczne PW I

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Wyjdź z ram, przełam szablon i daj się zauważyć

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: II stopnia (magisterskie)

Sphere tracing: integracja z klasycznymi metodami symulacji i renderingu

Bentley OpenUtilities

Załącznik KARTA PRZEDMIOTU. KARTA PRZEDMIOTU Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Rok akademicki: 2009/2010 KOMPUTEROWA

ANALIZA ROZDRABNIANIA WARSTWOWEGO NA PODSTAWIE EFEKTÓW ROZDRABNIANIA POJEDYNCZYCH ZIAREN

WiseThin+, Wydajne spawanie blach i w pozycjach wymuszonych. WiseThin+ WYDAJNE SPAWANIE BLACH I W POZYCJACH WYMUSZONYCH

LABORATORIUM METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

Algorytm do rozpoznawania człowieka na podstawie dynamiki użycia klawiatury. Paweł Kobojek, prof. dr hab. inż. Khalid Saeed

FAKULTET PROJEKTOWANIE PARAMETRYCZNE BIM

Modelowanie i wstęp do druku 3D Wykład 1. Robert Banasiak

INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY Oddział we Wrocławiu. Görlitz

Grafika Komputerowa Wykład 6. Teksturowanie. mgr inż. Michał Chwesiuk 1/23

Automatyka i pomiary wielkości fizykochemicznych. Instrukcja do ćwiczenia III. Pomiar natężenia przepływu za pomocą sondy poboru ciśnienia

SILNIK KROKOWY. w ploterach i małych obrabiarkach CNC.

Metoda elementów skończonych-projekt

Informatyka Studia II stopnia

Architektura komputerów

i3: internet - infrastruktury - innowacje

Cel i zakres pracy dyplomowej inżynierskiej. Nazwisko Imię kontakt Modelowanie oderwania strug w wirniku wentylatora promieniowego

PROJEKT METODA ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Przygotowała Elżbieta Pastucha na podstawie CityGML OGC Standard for Photogrammetry by Thomas H. Kolbe, Claus Nagel, Alexandra Stadler

Modelowanie zjawisk przepływowocieplnych. i wewnętrznie ożebrowanych. Karol Majewski Sławomir Grądziel

Metodyka i system dopasowania protez słuchu w oparciu o badanie percepcji sygnału mowy w szumie

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania KOMPUTEROWE SYSTEMY STEROWANIA (KSS)

Wnikanie ciepła przy konwekcji swobodnej. 1. Wstęp

Animowana grafika 3D. Opracowanie: J. Kęsik.

PRZETWARZANIE ŚCIEKÓW

XQTav - reprezentacja diagramów przepływu prac w formacie SCUFL przy pomocy XQuery

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA

Struktura systemu operacyjnego. Opracował: mgr Marek Kwiatkowski

Tom 6 Opis oprogramowania

Modelowanie biomechaniczne. Dr inż. Sylwia Sobieszczyk Politechnika Gdańska Wydział Mechaniczny KMiWM 2005/2006

Poprawa jakości wytwarzanych produktów z ZW3D. ZW3D CAD/CAM Biała księga

Obróbka po realnej powierzchni o Bez siatki trójkątów o Lepsza jakość po obróbce wykańczającej o Tylko jedna tolerancja jakości powierzchni

Testowy dokument raz dwa trzy

Metody obliczania obszarowych

Modelowanie krzywych i powierzchni

Zastosowanie metody interpolacji warstwic do tworzenia NMT. dr inż. Ireneusz Wyczałek Zakład Geodezji POLITECHNIKA POZNAŃSKA

Metody obliczania obszarowych

Marcel Stankowski Wrocław, 23 czerwca 2009 INFORMATYKA SYSTEMÓW AUTONOMICZNYCH

Problemy optymalizacji, rozbudowy i integracji systemu Edu wspomagającego e-nauczanie i e-uczenie się w PJWSTK

Automatyczne tworzenie trójwymiarowego planu pomieszczenia z zastosowaniem metod stereowizyjnych

Zalety grafiki interakcyjnej

Metoda elementu skończonego budowa modeli

KARTA KURSU. Grafika komputerowa

Analiza stateczności zbocza

PROGRAM NAUCZANIA PRZEDMIOTU FAKULTATYWNEGO NA WYDZIALE LEKARSKIM I ROK AKADEMICKI 2014/2015 PRZEWODNIK DYDAKTYCZNY

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

PRZYŚPIESZAMY PROCES PROJEKTOWANIA

Modelowanie matematyczne a eksperyment

Bartosz Bazyluk SYNTEZA GRAFIKI 3D Grafika realistyczna i czasu rzeczywistego. Pojęcie sceny i kamery. Grafika Komputerowa, Informatyka, I Rok

GRAFIKA CZASU RZECZYWISTEGO Podstawy syntezy grafiki 3D i transformacji geometrycznych

GRAFIKA RASTROWA. WYKŁAD 1 Wprowadzenie do grafiki rastrowej. Jacek Wiślicki Katedra Informatyki Stosowanej

Metoda Elementów Skończonych

Czy jest to zatem generowanie proceduralne? Absolutnie. Do wyświetlenia prostej posłużyły przecież jasno określone procedury.

Transkrypt:

Modelowanie terenu na bazie symulacji erozji z wykorzystaniem deformowalnych wokseli Autor: Michał Kurowski Opiekun: prof. dr hab. inż. Jan Zabrodzki Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych, Zakład Grafiki Komputerowej

Wprowadzenie Slajd 1 z 20 Plan prezentacji Zalety proceduralnej generacji terenu Używane techniki Pierwsze podejście do wokseli teren z jaskiniami Napotkane problemy Deformowalne woksele Środowisko testowe Aktualny stan prac Plany na przyszłość Pytania Cel: uzasadnić obrany kierunek i zaprezentować aktualny stan prac

Zalety proceduralnej generacji terenu Slajd 2 z 20 Treść proceduralna Treść stworzona algorytmicznie Zalety: krótszy czas mniejszy koszt większa ilość większe zróżnicowanie mniejsza objętość Wady: mniejsza kontrola (szczegółów) nieprzewidziane efekty kwestia oceny jakości

Używane techniki Slajd 3 z 20 Tradycyjne metody Synteza mapy wysokości lub siatki oparta o: błędne formacje szumy fraktale/multifraktale przemieszczanie środkowego punktu osadzanie cząstek Zalety: szybkość, prostota, brak znaczących artefaktów Wady: ograniczone mapą wysokości, trudność w modelowaniu spójnego, naturalnego terenu Przykłady: Terragen MojoWorld (Kenton Musgrave)

Używane techniki Slajd 4 z 20 Funkcje gęstości Fraktale, multifraktale, szumy, prymitywy geometryczne... Zalety: szybkość (czasem możliwość generacji w locie ), prostota, potencjalnie nieskończone przestrzenie, elastyczność Wady: elastyczność, trudność w modelowaniu naturalnego terenu Przykłady: MojoWorld (Dmytry Lavrov) VoxelLogic

Używane techniki Slajd 5 z 20 Erozja Różne reprezentacje terenu: mapa wysokości, warstwowa mapa wysokości, woksele, siatka wielokątów Różne modele wody: eulerowskie (wirtualne rury, model płytkiej wody, równania Naviera-Stokesa w 3D) lagrange'owskie (cząsteczki, SPH); heurystyczne (Olsen) Zalety: zazwyczaj spójne i wizualnie realistyczne rezultaty Wady: czas działania wersji 3D, ograniczenia wersji 2D, mała elastyczność, zazwyczaj małe obszary (w szczególności w wersji 3D)

Używane techniki Slajd 6 z 20 Techniki pół-proceduralne Terrain Synthesis: An Interactive Approach Synteza przy użyciu bazy mikro form oraz mapy prymitywów Terrain Synthesis from Digital Elevation Models Synteza przy użyciu przykładowego terenu oraz szkicu użytkownika Terrain Synthesis By-Example Wzbogacanie stworzonego przez użytkownika terenu o detale pochodzące z dostarczanego przykładu

Pierwsze podejście do wokseli teren z jaskiniami Slajd 7 z 20 Modelowanie terenu 3D z jaskiniami Doliny, nawisy, łuki i jaskinie => woksele Wydajność => GPU Zielony wykorzystuje GPU Niebieski wykorzystuje jedynie CPU

Pierwsze podejście do wokseli teren z jaskiniami Slajd 8 z 20 Teren

Napotkane problemy Slajd 9 z 20 Problemy Występowanie artefaktów Zbyt uproszczona erozja boczna Blokowość struktur o małej skali Częste występowanie tarasów Stosunkowo mały obszar symulacji Ograniczone możliwości sterowania danymi wejściowymi Niedostateczne uchwycenie dynamiki przepływu wody

Slajd 10 z 20 Deformowalne woksele Mają lepiej oddawać kształt erodowanego terenu *w trakcie* erozji (na potrzeby symulacji wody) Mają uwzględniać kierunek erozji (erozja boczna) Docelowo pomyślane jako nieregularna (różne właściwości materiału) struktura hierarchiczna (optymalizacje) Wstępna formacja jest tworzona tradycyjnymi metodami

Slajd 11 z 20 Smoothed Particle Hydrodynamics Woda przedstawiona przy pomocy cząsteczek Parametry symulacji (np. siły, gęstości) są możliwe do wyznaczenia w dowolnym punkcie przestrzeni poprzez zsumowanie odpowiednio przeskalowanych kontrybucji pochodzących od znajdujących się w pobliżu cząstek Skalowanie odbywa się przy pomocy odpowiednich symetrycznych jąder wygładzających Daje realistyczne wyniki Reprezentacja jest rzadka Jest podatna na zewnętrzne modyfikacje Istnieją implementacje GPU

Środowisko testowe Slajd 12 z 20 Program do symulacji erozji Środowisko do eksperymentów OpenGL, FLTK, OpenMP Oddzielenie mechaniki i reprezentacji wody, transportu oraz terenu Interaktywne sterowanie symulacją

Środowisko testowe Slajd 13 z 20 Erozja, transport i osadzanie materiału Oddzielny system cząsteczek Erozja polega na deformowaniu wokseli w oparciu o wygładzony przepływ wody Cząsteczki materiału są unoszone przez przepływ wygenerowany przy użyciu SPH Małe, znajdujące się blisko siebie cząsteczki są zlepiane w jedną większą Osadzanie w oparciu o czas unoszenia, prędkość i obecność wody Depozycja polega na gładkim deformowaniu sąsiednich wokseli

Środowisko testowe Slajd 14 z 20 Degeneracja Gdy nie wygładzamy przepływu i osadzania...

Środowisko testowe Slajd 15 z 20 Przetwarzanie końcowe Zalepianie szczelin dodatkowymi wielokątami Zlepianie wierzchołków

Aktualny stan prac Slajd 16 z 20 Aktualny stan prac

Aktualny stan prac Slajd 17 z 20 Aktualny stan prac

Aktualny stan prac Slajd 18 z 20 Wydajność 64X64x16 wokseli, 2048 cząsteczek, 512 kroków Czas: 250-400 s SPH 8-12% Transport 10-50% Erozja 25-70% Porównanie z poprzednim rozwiązaniem: 64x64x32 woksele, 2048 kroków, czas 1.55 s UWAGA pierwsza implementacja miała czas 831 s, a najlepsza wykorzystująca tylko CPU 158 s

Plany na przyszłość Slajd 19 z 20 Plany na przyszłość Prace nad spójnością terenu Zorganizowanie wokseli w strukturę hierarchiczną Dopracowanie systemu transportu materiału Dopracowanie mechaniki erozji bocznej Optymalizacje wydajnościowe (OpenMP OpenCL)

Pytania Slajd 20 z 20 Kontakt: Michał Kurowski, lurker_pas@o2.pl Źródła ilustracji: Terragen (Planetside) MojoWorld (Pandromeda) Tribal Trouble (Jacob Olsen) Darwinia (Introversion) Zasoby własne Pytania?