Visualização de terrenos em tempo real

Abstract

A visualização de terrenos virtuais em tempo real requer algoritmos capazes de simplificarem os dados iniciais por forma a permitirem uma navegação suave e precisa com frame rates elevadas. Esta tem sido uma área de investigação na qual têm surgido várias publicações recentes que apresentam soluções distintas, nomeadamente os algoritmos de Lindstrom et al., de Röttger et al. e o ROAM. Nesta dissertação realizou-se um estudo sobre a aplicabilidade do mecanismo de display lists existente no OpenGL nos algoritmos de visualização de terrenos em tempo real. Apesar da utilização de display lists não ser comum neste tipo de algoritmos devido à natureza dinâmica da geometria a visualizar, concluiu-se nesta dissertação que o recurso a este mecanismo produz resultados relevantes. Foi desenvolvido um novo algoritmo, baseado no algoritmo de Röttger et al., que recorre às display lists para a visualização contínua, em tempo real, de terrenos de grandes dimensões. O algoritmo utiliza mapas regulares de alturas cuja complexidade é reduzida utilizando níveis de detalhes contínuos, os quais são mantidos em display lists que auxiliam e melhoram a velocidade da visualização. Foram desenvolvidas três diferentes versões do algoritmo: a primeira versão utiliza display lists hierárquicas; a segunda utiliza apenas display lists simples ligadas por uma lista duplamente ligada; a terceira utiliza a mesma lista duplamente ligada de display lists simples e procura tirar partido da coerência entre frames.

Real time terrain rendering requires specific view dependent continuous level of detail algorithms in order to achieve smooth and accurate navigation with high frames rates. Many publications in this area have emerged recently, presenting different solutions, namely Lindstrom et al., Röttger et al. and ROAM. In this thesis, a study on OpenGL’s display list mechanism applied to real time terrain rendering algorithms is presented. Although the use of display lists is not common in this type of algorithms, due to the dynamic nature of the triangle mesh, a significant performance increase can be obtained with high frame-to-frame coherence. A new algorithm is proposed, based on the work by Röttger et al.. It uses display lists for real time continuous terrain rendering. The algorithm simplifies the height-field data and stores the results in display lists. Three different versions of the algorithm were implemented: the first one uses hierarchical display lists; the second one uses simple display lists stored in a double linked list; the last one takes advantage of frame-to-frame coherence.