Autores

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Bruno Barcellos de Souza Coutinho
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Informações:

Publicações do PESC

Título
Animação Computacional da Chuva com Fluxo Superficial Simulado via SPH
Linha de pesquisa
Computação Gráfica
Tipo de publicação
Dissertação de Mestrado
Número de registro
Data da defesa
25/3/2011
Resumo
A animao da chuva uma tarefa complexa onde so necessrios esforos no s para tratar a dinmica da gua, mas tambm para se obter um rendering realstico. Efeitos secundrios, como os respingos (splashes) das gotas, a formao de fluxo superficial e acmulo so dificuldades conhecidas em computao grfica. Nesse trabalho propomos um framework para a integrao desses elementos em uma cena contendo um modelo digital de terreno (MDT). O aplicativo tambm oferece a possibilidade de insero de chuva (sem fluxo superficial e respingos) em um vdeo real. A chuva modelada atravs de um sistema de partculas, implementado em CUDA. Cada partcula representa uma gota e ento a Precomputed Radiance Transfer (PRT), expressa em uma base de harmnicos esfricos, utilizada para incorporar a luz do ambiente (environment lightning) na etapa de rendering. Para a animao de fluxo superficial e acmulo da gua na superfcie do MDT utilizamos o Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). O rendering da superfcie livre do fluido realizado aplicando environment mapping, dosado pelo termo de Fresnel, sobre uma malha regular conhecida como carpet, utilizada para extrair a superfcie livre do fluido. Os resultados experimentais ressaltam o potencial do framework proposto para aplicaes de computao grfica e destaca que o modelo tambm pode ser utilizado para aplicaes de tempo real.
Abstract
Realistic rain scenes animation is a complex task due to both the rendering and fluid dynamics simulation issues. The associated phenomena, like rain strokes rendering, splashing of raindrops and the simulation of the generated surface flow are known difficulties in this area. This paper describes a computational framework to incorporate these elements in a scene containing a digital terrainmodel (DTM). The proposed framework also allows the rain insertion (without surface flow and splashes) in a real video. In the rain model, the raindrops are modeled by a particle system implemented in GPU. Each particle represents a drop and the Precomputed Radiance Transfer (PRT), expressed in a spherical harmonics bases, is used to incorporate environment lightning to the rendering engine. The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method is employed for simulating the superficial flow over the terrain and lake formations. The rendering of the fluid free surface is performed by applying an environment mapping technique plus Fresnel effects to a regular geometric representation known as "carpet". The experimental results show the potential of the proposed pipeline for computer graphics and highlight the fact that it is a promising framework for real time applications.
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