Renderização de cenas tridimensionais não foto-realistas explorando o hardware
programável
Bruno Pereira EvangelistaAlessandro Ribeiro da SilvaMarcelo de Souza Nery (Orientador)Rosilane Ribeiro Mota (Orientadora)
Não
-foto
real
ism
o Utilizado em várias aplicaçõesEstilo artístico
Ilustrações técnicasDesenhos animados
Possui várias sub-áreasCartoonHatching
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Car
toon
s Uso limitado de tonsSombreamento uniforme
ObjetivoGerar imagens que não possam serdiferenciadas de desenhos feitos a mão
Traços bruscosPresença de bordas
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Prob
lem
aGerar imagens com aparência de cartoonsa partir de cenas tridimensionais
Imagens de alta qualidadeGeradas em tempo real
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Trab
alho
real
izad
o
Trabalho no domínio da imagem
Proposição de 2 métodos para renderizaçãode cartoons
Método 2 passosMétodo 3 passos
Não é necessário nenhumpré-processamento
Maior qualidade e precisão das bordas
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Trab
alho
real
izad
oExploração do hardware gráficoprogramável (shaders)
Linguagem de shaders do OpenGL(GLSL)
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Met
odol
ogia
1 - Obtenção dos mapas de profundidadee normais da cena2 - Renderização da cena utilizandosombreamento uniforme e totalizaçãodesejada3 - Detecção de bordas a partir dos mapasde profundidade e normais da cena4 - Geração da cena final
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Met
odol
ogia
2 Passos 3 Passos
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Cen
a or
igin
alMacacos Groley
Cada macaco possui 6310 triângulos
Renderização com sombreamento de Phong9/24
1 - M
apas
Mapa de normais representado pelascomponentes de cor RGB
Cada componente possui a precisão de8 bits
Mapa de profundidade representado pelacomponente de cor alpha
Valores são quantizados e normalizadosentre 0 e 1
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1 - M
apas
Normais Profundidade
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2 - R
ende
rizaç
ãoSombreamento uniforme utilizando umnúmero limitado de tons (1 a 3)
Não existe suavização
Componentes ambiente, difusa eespecular da luzSombras próprias (self-shadows)
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2 - R
ende
rizaç
ão
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3 - B
orda
sUtiliza a imagem gerada no passo 1
Aplica um filtro de detecção dedescontinuidade na imagem
Filtro Laplaciano com um número menorde acessos a memória de textura
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3 - B
orda
s
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4 –
Cen
a fin
alMistura das imagens geradas nos itens2 e 3, gerando a imagem finalUso do pipeline padrão do OpenGL paraefetuar a mistura
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Inov
açõe
s
Menor número de passosAlto desempenho*
Uso de uma linguagem de shader de altonível – GLSL (OpenGL Shading Language)
Evolução dos compiladores das placasde vídeoMaiores possibilidades
* Não foi possível comparar com a técnica mais recente, propostapor Mitchell
Primeiros trabalhos demoravam cerca de6 minutos para gerar cada imagem
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Res
ulta
doRenderização de cartoons com bordasutilizando um número variado de tons
Um tom Três tons19/24
Des
empe
nho
Processador 1GHz – 512 RAMGeForce FX 5200
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Des
empe
nho Validação utilizando o NVShaderPerf
Método de 3 passos sempre obteve umdesempenho superior ao de 2 passos
Suporte somente ao shader defragmentosConsidera tempos iguais para todas asinstruções
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Difi
culd
ades
Poucas ferramentas disponíveis
Falta de informações para comparação dedesempenho
Versões dos drivers de vídeo
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Con
clus
ãoTodas as cenas foram renderizadas naresolução de 512x512 pixels, utilizandomodelos livres da 3D Café(www.3dcafe.com)
A renderização de cartoons vêem sendoutilizada em várias aplicações, incluindo jogos
Utilizando as técnicas propostas é possíveldesenhar cartoons em tempo real, com umaalta qualidade gráfica
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Con
clus
ão
Bruno Pereira [email protected]
Perguntas ???
Alessandro Ribeiro da Silva
Marcelo de Souza [email protected]
[email protected] Ribeiro [email protected]
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