Simulação eficiente de cortes em objetos deformáveis baseados em partículas

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Berndt, Iago Uilian
• Orientador(a): Maciel, Anderson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Computação gráfica; Processamento de imagens
• Palavras-chave em Inglês: Cutting simulation; Position-based dynamics; Spring-mass system; Meshless models; Skinning; Haptic interaction; Virtual surgery
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/264065

A simulação de cortes em corpos deformáveis tem sido estudada em computação gráfica há mais de duas décadas. Existem muitas soluções satisfatórias, no entanto, muitas de suas aplicações, como a simulação cirúrgica, exigem um alto grau de realismo e desempenho para serem eficazes. Trabalhos prévios baseados em FEM e massa-mola não são escaláveis a cenários cirúrgicos complexos. Neste contexto, o uso da técnica de Position Based Dynamics (PBD) tem se mostrado praticável, entretanto, a sua manipulação tem levantado novos desafios para essa aplicação. Neste trabalho serão apresentados novos métodos que permitem, pela primeira vez, o uso de PBD para a simulação de cortes livres de malha em cenários complexos. As soluções propostas incluem um método para efetuar eficientemente o feedback de força durante os cortes, um modelo de fluxo de calor igualmente eficiente para simulação de eletrocauterização e um novo esquema adaptativo de skinning baseado em partículas orientadas. Com base nessas novas soluções, criamos cenários cirúrgicos que demonstram a alta escalabilidade da abordagem e sua versatilidade para simular sólidos e líquidos de diferentes tipos dentro de um solucionador unificado.