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Rendering Massive Terrains using Chunked Level of Detail Control Ulrich Thatcher Fanny CHEVALIER Guillaume CAURANT.

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1 Rendering Massive Terrains using Chunked Level of Detail Control Ulrich Thatcher Fanny CHEVALIER Guillaume CAURANT

2 Sommaire Contexte Méthodes existantes Objectifs Chunk LOD –Principe –Algorithme –Avantages, inconvénients Démonstration

3 Contexte Pourquoi le rendu de terrain ? –Simulateur de vol, jeux, visites de sites… –Quest ce que le rendu de terrain idéal ? Pourquoi la simplification de terrain ? –Énormément de données –Rendu 3D réaliste en temps réel

4 Techniques existantes Continuous LOD rendering of Height Fields (P. Lindstrom 1996) Progressive Meshes (H. Hoppe 1996) ROAM (Real-Time Optimally Adapting Meshes) (M. Duchaineau 1997)

5 LOD : Level Of Detail Créer différents niveaux de détails dun objet (pré-traitement) 69,451 polygones2,502 polygones251 polygones76 polygones

6 LOD : Level Of Detail Créer différents niveaux de détails dun objet (pré-traitement) Adapter la résolution à la distance de lobjet (pendant lexécution)

7 Erreur commise τ = 2 pixels polygones τ = 4 pixels polygones τ = erreur sur laffichage

8 Simplification de la surface par bloc –On peut représenter un bloc en moindre résolution à condition que lerreur commise sur la topologie ne dépasse pas un certain taux Continuous LOD (P. Lindstrom)

9 Simplification dun bloc par point –deux polygones peuvent être fusionnés à condition que lerreur commise sur la topologie ne dépasse pas un certain taux Continuous LOD (P. Lindstrom)

10 Nouvelle conception de simplification de maillage : –Pas de suppression darête –Fusion progressive de sommets Progressive Meshes (H. Hoppe) vlvlvlvl vrvrvrvr vtvtvtvt vsvsvsvs vsvsvsvs vlvlvlvl vrvrvrvr

11 Raffinement sélectif

12 dépendant de langle de vue ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

13 dépendant de langle de vue Spécialisé pour la visualisation de terrain (les données « Height Field » sont les entrées) ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

14 Principe de « split and merge » selon des files de priorité basées sur lerreur commise ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

15 Comparaison des deux méthodes CLODROAM Simplification par blocOUINON Transitions doucesOUI Dépend du point de vueNONOUI Adapté au mapping de textureNON Frame-to frame coherenceNONOUI

16 Objectifs Simplification par bloc Transitions douces Dépendant du point de vue Adapté au mapping de texture

17 Chunck LOD : Principe Quadtree de données statiques Niveau de détail

18 Le cœur de la méthode –Un Quadtree de données statiques (mesh) appelé « chunks » –Données statiques générées par une étape préalable de simplification de mesh classique –Morphing des « chunks » au passage des différents niveaux –Textures incorporées avec les données géométriques Chunck LOD : Principe

19 –Chaque « Chunck » possède une boîte englobante et une erreur géométrique maximum –Cette erreur est la même pour chaque niveaux de larbre –Grâce à cela nous pouvons appliquer un algorithme basique de LOD –Quand on constate que lerreur produite par le LOD nest plus acceptable par rapport à la distance au point de vue, on change de niveau dans larbre La Dépendance Au Point De Vue

20 Problèmes de discontinuité à la jonction de deux « chunk » de résolutions différentes Discontinuité Du Maillage

21 Problèmes de discontinuité à la jonction de deux « chunk » de résolutions différentes –utilisation de quadrangles verticaux le long du bord de chaque « chunk »

22 Problèmes de discontinuité à la jonction de deux « chunk » de résolutions différentes –Pour régler le problème, utilisation de quadrangles verticaux le long du bord de chaque « chunk » –Ces quadrangles sont texturés en étirant la texture du « chunk » –Tout ceci est statique et fait partie intégrante du « chunk » (donc évite des calculs superflus lors de laffichage) Discontinuité Du Maillage

23 Un deuxième problème se pose : comment rendre non perceptible le passage entre deux niveaux de résolution Transitions Douces –Utilisation dun paramètre de morphing qui agira sur la hauteur des vertices (interpolation linéaire) –Ce paramètre est compris entre 0 et 1 0 : lorsque lon va découper le « chunk » 1 : lorsque lon va fusionner plusieurs « chunks »

24 Pour éviter des artefacts visuels, il faut avoir une résolution de texture adaptée De plus cela permet de réduire lespace mémoire occupé Grâce à la structure en quadtree nous avons la possibilité de faire du MipMapping en intégrant une texture avec une résolution adéquate pour le niveau dans lequel elle se trouve Textures Adaptatives

25 Données très volumineuses Facile de stocker les données hors du corps du programme et de les charger à la demande grâce à la hiérarchie des « chunks » Utilisation dun thread dédié au chargement des données Le Stockage Des Données

26 Avantages : –Textures intégrées avec la géométrie –Facile a intégrer hors du corps du programme –Transitions douces entre les niveaux –Charge CPU peu élevée Avantages Et Inconvénients

27 Inconvénients : –Pré-traitement fastidieux –Données statiques –Nombre de triangles supérieur à un algorithme classique de simplification de maillage Avantages Et Inconvénients

28 Conclusion !!!


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