A 3D Visualization System of Storm-Surge

Flooding

Keqi Zhang, Shu-Ching Chen, Peter Singh, Khalid Saleem, Na Zhao

Apresentação: Rui Pereira (28572), Ricardo Oliveira (28574)

Objectivos

• ambiente de visualização 3D representando terrenos, edifícios, infraestruturas, vegetação e oceano

• um módulo de animação para inundações e ondas

• um modelo de tempestade de alta-resolução como base para animação das inundações

Como?!

Construção

•baseada em VTP (Virtual Terrain Project): ferramentas para modelar o mundo real de forma interactiva e tridimensional

•usando OpenGL

Ambiente de Visualização 3D

Infraestruturas e árvores

• VTP só pode ler modelos digitais de terrenos e fichiros GIS (Geographical Information System)

• no entanto providencia suporte de leitura de ficheiros .3DS (VTP C++ API)

Texturas obtidas através de fotografias aéreas e terrestres

Ambiente de visualização

• Modelos importados para o VTP para gerar o ambiente sintético 3D as bibliotecas C++ e as APIs de OpenGL

• VTP suporta navegação pelo ambiente

Módulo de Animação

• Inundação e ondas;

• Nuvem, chuva e relâmpagos;

• Árvores;

• Destroços;

• Veículos

• Som 3D

Inundação e Ondas• Simular nível da água é fácil

• Problema na simulação de ondas

• modelos numéricos existem mas são computacionalmente pesados

• usado modelo simplificado baseado apenas em águas profundas

• Modificações na velocidade/direcção do vento traduzem-se em alterações na animação

Nuvens, chuva e relâmpagos

• Chuva: usado um particle engine

• Relâmpagos: animados alterando aleatoriamente profundidade a cada um

• 2 padrões de nuvens: Céu normal/ Céu de tempestade

Árvores

• Billboard model

• Velocidade e direcção do vento determinam a magnitude e a direcção do movimento das árvores

Destroços

• Open Dynamics Engine + VTP

• Animação controlada pela velocidade e direcção do vento

Veículos

• Modelos .3DS

• Veículos que circulam à chuva causam salpicos e deixam um rasto de água

• VTP usado para animar movimento dos carros debaixo de chuva

Som 3D

• Animação sonora: OpenAL (Open Audio Library: estilo da API e convenções parecidos com OpenGL)

• Som de ondas e vento

• Som de trovões e chuva

Conclusões

• Visualizar e animar objectos 3D é computacionalmente pesado

• Dificuldades em renderizar visualização de grande-escala (mais de alguns kms)

• Algoritmos de pirâmide precisam de ser introduzidos para comprimir componentes para animações de grande escala

• Sistema de tempo-real limita o detalhe do ambiente

Modelo de tempestade

• Melhoramento do National Oceanic and Atmospheric Administration's Slosh model, que permite refinar a resolução espacial do modelo de tempestade do quilómetro para a escala de centenas de metros.