[en] INTERACTIVE DIRECTIONAL OCCLUSION SHADING AND BLACK OIL RESERVOIR VISUALIZATION USING RAY CASTING

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: LEONARDO QUATRIN CAMPAGNOLO
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] VISUALIZACAO VOLUMETRICA; [pt] SOMBRAS; [pt] OCLUSAO DE AMBIENTE DIRECIONAL; [pt] ILUMINACAO VOLUMETRICA; [pt] VISUALIZACAO DE RESERVATORIOS; [en] VOLUME RENDERING; [en] SHADOWS; [en] DIRETIONAL AMBIENT OCCLUSION; [en] VOLUMETRIC ILLUMINATION; [en] RESERVOIR VISUALIZATION
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53223&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=53223&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.53223

[pt] A visualização volumétrica é uma técnica amplamente utilizada para visualizar dados escalares tridimensionais. Para melhorar a percepção de profundidade e forma, diversas técnicas de iluminação foram propostas, adicionando diferentes tipos de efeitos. Neste trabalho, foi explorada uma nova estratégia para calcular oclusão de ambiente direcional e sombras para volume ray casting. Ela consiste em avaliar a oclusão de um traçado de cone atraves de integrais Gaussianas posicionadas de maneira discreta ao longo do eixo do cone. O valor resultado é utilizado para adicionar oclusão de ambiente direcional e sombras. A partir dos coeficientes de extinção dados pela função de transferência, um volume extra é gerado computando amplitudes representativas de distribuições Gaussianas. O Mipmapping também é utilizado para avaliar de maneira efetiva integrais Gaussianas em diferentes tamanhos posicionadas ao longo do eixo principal do cone, adaptando uma estratégia de circle packing in a circle. Nos resultados, é demonstrado que o método proposto obteve um melhor balanço entre performance e qualidade, comparado com trabalhos propostos anteriormente, com a vantagem de combinar oclusão de ambiente direcional e sombras utilizando o mesmo framework. Em seguida, exploramos três estratégias de visualização volumétrica para reservatórios de petróleo, representados por malhas irregulares contendo distorções geométricas e descontinuidades. Estes algoritmos foram implementados a partir de uma representação compacta que guarda o modelo em GPU. Testes comparativos de performance e qualidade foram feitos utilizando diferentes modelos de reservatório. Por fim, investigamos o ganho de percepção ao adicionar a nossa proposta de oclusão de ambiente direcional. Os algoritmos foram todos implementados utilizando programação de shaders para capacitar a geração de visualizações interativas.