Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Ivo, Rafael Fernandes
Orientador(a): Vidal, Creto Augusto
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51568
Resumo: Surface splatting has been proven to be a good approach to render point-based models. Aliasing artifacts are effectively avoided by filtering. Renderings with high performance are achieved by GPU implementations and high quality shadings by normal fields. However, splats are disks in object space and cannot represent properly sharp features, as edges and corners. Besides, when the model is observed in a close-up view or when the model is low sampled, geometric artifacts become visible, such as bumps on silhouette. We present a new method for clipping splats in models with sharp features. Each splat near an edge is an ellipse clipped against a bidimensional rational Bézier curve. We designed and implemented an automatic computation of the clipping curves and an improvement on sampling methods near sharp features. We also present quadric splat, a rendering primitive that improves the rendering of model silhouettes and sharp features, and an algorithm to compute the silhouette set of a quadric splats cloud. Previous methods extract point set silhouettes by thresholding point normal, which can lead to simultaneous over and under-detection of silhouettes. Other methods use neighboring and variational info for this purpose. The quadric splat and the clipping curve are defined by simple and uniform data, thus, our rendering primitives can be implemented completely based on vertex and fragment shaders of current GPUs.
id UFC-7_402b8494e6581fef206b344e7bd56d5a
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/51568
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Ivo, Rafael FernandesCavalcante Neto, Joaquim BentoVidal, Creto Augusto2020-05-05T18:34:09Z2020-05-05T18:34:09Z2020IVO, Rafael Fernandes. Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas. 2020. 97 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51568Surface splatting has been proven to be a good approach to render point-based models. Aliasing artifacts are effectively avoided by filtering. Renderings with high performance are achieved by GPU implementations and high quality shadings by normal fields. However, splats are disks in object space and cannot represent properly sharp features, as edges and corners. Besides, when the model is observed in a close-up view or when the model is low sampled, geometric artifacts become visible, such as bumps on silhouette. We present a new method for clipping splats in models with sharp features. Each splat near an edge is an ellipse clipped against a bidimensional rational Bézier curve. We designed and implemented an automatic computation of the clipping curves and an improvement on sampling methods near sharp features. We also present quadric splat, a rendering primitive that improves the rendering of model silhouettes and sharp features, and an algorithm to compute the silhouette set of a quadric splats cloud. Previous methods extract point set silhouettes by thresholding point normal, which can lead to simultaneous over and under-detection of silhouettes. Other methods use neighboring and variational info for this purpose. The quadric splat and the clipping curve are defined by simple and uniform data, thus, our rendering primitives can be implemented completely based on vertex and fragment shaders of current GPUs.A técnica de surface splatting é comprovadamente uma boa abordagem para renderizar modelos baseados em pontos. Os artefatos como aliasing são efetivamente evitados por filtros no espaço de objeto e de imagem. Renderizações com alto desempenho são obtidas pelas implementações em GPU e sombreamentos de alta qualidade, com qualidade similar a Phong, pelo uso de campos normais. No entanto, splats são discos no espaço do objeto e não podem representar adequadamente arestas e cantos de um modelo. Além disso, quando o modelo é observado em uma visualização aproximada ou quando o modelo é de baixa amostragem, artefatos tornam-se visíveis, como saliências na silhueta. Apresentamos um novo método para recortar splats em modelos com arestas curvas e cantos. Cada splat próximo de uma aresta é uma elipse recortada contra uma curva de Bézier racional bidimensional. Foi desenvolvido e implementado um cálculo automático das curvas de recorte e uma melhoria nos métodos de amostragem próximos a arestas. Esta tese propõe também o uso de quadric splats, uma primitiva de renderização que melhora a renderização de silhuetas e arestas de modelos amostrados por splats, e um algoritmo para calcular o conjunto de amostras presente nas silhuetas de uma nuvem de quadric splats. Os métodos anteriores extraem silhuetas de uma nuvem de pontos usando limiarização de vetores normais, o que pode levar a sobre e sub-detecção simultânea de amostras próximas das silhuetas. Outros métodos usam informações de vizinhança e/ou variacionais para essa finalidade. O quadric splat e a curva de recorte são definidos por dados simples e uniformes, portanto, nossas primitivas de renderização podem ser implementados completamente com base em vertex e fragment shaders das GPUs atuais.Computação gráficaRenderizaçãoSurface splattingArestas e cantosSilhuetasAdaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvasAdapting splat-based models to curved surfaces and sharp featuresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51568/5/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD55ORIGINAL2020_tese_rfivo.pdf2020_tese_rfivo.pdfapplication/pdf19985216http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51568/4/2020_tese_rfivo.pdf9cca4e833c00c30a20854d758d4b7f1eMD54riufc/515682020-05-05 15:34:10.283oai:repositorio.ufc.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2020-05-05T18:34:10Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
dc.title.en.pt_BR.fl_str_mv Adapting splat-based models to curved surfaces and sharp features
title Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
spellingShingle Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
Ivo, Rafael Fernandes
Computação gráfica
Renderização
Surface splatting
Arestas e cantos
Silhuetas
title_short Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
title_full Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
title_fullStr Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
title_full_unstemmed Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
title_sort Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas
author Ivo, Rafael Fernandes
author_facet Ivo, Rafael Fernandes
author_role author
dc.contributor.co-advisor.none.fl_str_mv Cavalcante Neto, Joaquim Bento
dc.contributor.author.fl_str_mv Ivo, Rafael Fernandes
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Vidal, Creto Augusto
contributor_str_mv Vidal, Creto Augusto
dc.subject.por.fl_str_mv Computação gráfica
Renderização
Surface splatting
Arestas e cantos
Silhuetas
topic Computação gráfica
Renderização
Surface splatting
Arestas e cantos
Silhuetas
description Surface splatting has been proven to be a good approach to render point-based models. Aliasing artifacts are effectively avoided by filtering. Renderings with high performance are achieved by GPU implementations and high quality shadings by normal fields. However, splats are disks in object space and cannot represent properly sharp features, as edges and corners. Besides, when the model is observed in a close-up view or when the model is low sampled, geometric artifacts become visible, such as bumps on silhouette. We present a new method for clipping splats in models with sharp features. Each splat near an edge is an ellipse clipped against a bidimensional rational Bézier curve. We designed and implemented an automatic computation of the clipping curves and an improvement on sampling methods near sharp features. We also present quadric splat, a rendering primitive that improves the rendering of model silhouettes and sharp features, and an algorithm to compute the silhouette set of a quadric splats cloud. Previous methods extract point set silhouettes by thresholding point normal, which can lead to simultaneous over and under-detection of silhouettes. Other methods use neighboring and variational info for this purpose. The quadric splat and the clipping curve are defined by simple and uniform data, thus, our rendering primitives can be implemented completely based on vertex and fragment shaders of current GPUs.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-05-05T18:34:09Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-05-05T18:34:09Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv IVO, Rafael Fernandes. Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas. 2020. 97 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51568
identifier_str_mv IVO, Rafael Fernandes. Adaptação de modelos baseados em splats para superfícies e arestas curvas. 2020. 97 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/51568
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51568/5/license.txt
http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/51568/4/2020_tese_rfivo.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
9cca4e833c00c30a20854d758d4b7f1e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1847793289859694592