[pt] Técnicas de mapeamento de rugosidade são amplamente utilizadas para simular detalhes estruturais de superfícies tridimensionais com o intuito de aumentar a qualidade visual e compensar o baixo detalhamento geométrico usualmente aplicado aos modelos enviados à GPU por questões de desempenho. Avanços recentes no pipeline de renderização permitiram a geração massiva de vértices no hardware gráfico através do recurso de tesselação, oferecendo aos desenvolvedores uma poderosa ferramenta para controle do nível de detalhes de objetos. Este trabalho apresenta uma técnica para o detalhamento geométrico de modelos utilizando tesselação em hardware, baseada tanto em mapas précomputados quanto em dados de deslocamento gerados inteiramente na GPU por meio de técnicas de texturas procedimentais. Análises de desempenho e qualidade visual demonstram as vantagens do método proposto em relação a uma técnica de detalhamento baseada em imagens que é utilizada frequentemente em jogos eletrônicos para enriquecimento da qualidade visual de seus ambientes. / [en] Bump mapping techniques are widely used to simulate structural details of tridimensional surfaces in order to improve visual quality and compensate for the low geometric detailing generally applied to models sent to the GPU due to performance issues. Recent advances in the rendering pipeline enabled the massive generation of vertex data in the graphics hardware by means of the tessellation feature, providing developers with a powerful tool to control the meshes’ level of details. The present work proposes a technique for geometric detailing of models using hardware tessellation, both based on pre-computed depth maps and on displacement data generated entirely on the GPU through procedural textures techniques. Performance and visual quality analysis demonstrates the advantages of the proposed method in relation to an image-based technique commonly used in videogames for enhancing the visual quality of the environments.

[pt] Rótulos virtuais são utilizados em aplicações de computação gráfica para representar informações textuais dispostas sobre superfícies geométricas. Tais informações consistem em nomes, numerações, ou outros dados relevantes que precisem ser notados rapidamente quando um usuário examina os objetos da cena. Este trabalho tem como foco os chamados modelos massivos, como modelos CAD (Computer Aided Design) de refinarias de petróleo, os quais possuem um grande número de primitivas geométricas cujo rendering apresenta um alto custo computacional. Em grandes projetos de engenharia, é desejável a visualização imediata de informações específicas de cada objeto ou de partes do modelo, as quais, se exibidas por meio de técnicas convencionais de texturização podem extrapolar os recursos computacionais disponíveis. Nesta dissertação desenvolvemos uma forma de exibir, em tempo real, rótulos virtuais com informações distintas, nas superfícies de objetos de modelos massivos. A técnica é implementada inteiramente em GPU, não apresenta perda significativa de desempenho e possui um baixo gasto de memória. Os objetos de modelos CAD são o foco principal do trabalho, apesar de a solução poder ser utilizada em outros tipos de objetos desde que suas coordenadas de textura sejam corretamente ajustadas. / [en] Virtual Labels are used in computer graphics applications to represent textual information arranged on geometric surfaces. Such information consists of names, numbering, or other relevant data that need to be noticed quickly when a user scans the objects in the scene. This paper focuses on the so-called massive models, as CAD models (Computer Aided Design) of oil refineries, which have a large number of geometric primitives whose rendering presents a high computational cost. In large engineering projects, the immediate visualization of information specific to each object or parts of the model is desirable, which, if displayed by conventional texturing techniques can extrapolate the available computational resources. In this work we have developed a way to view, in real time, virtual labels with different information on the surfaces of objects in massive models. The technique is implemented entirely on the GPU, shows no significant loss of performance and low memory cost. CAD models objects are the main focus of the work, although the solution can be used in other types of objects once their texture coordinates are adjusted correctly.

[pt] Atualmente, diversas áreas de Computação Gráfica necessitam processar uma grande quantidade de dados. Para visualizar em tempo-real esses dados é necessário lidar com dois tipos de problema. O primeiro está relacionado com o pouco tempo destinado para realizar os cálculos no processo de síntese de imagem. O segundo problema surge da capacidade limitada de armazenamento dos dispositivos de alta velocidade, como memórias RAM e de textura. Para resolver o primeiro problema, este trabalho utilizou a técnica de multi-resolução para representar os dados gráficos. A representação em multi-resolução permite que a quantidade de dados processada durante a visualização seja praticamente constante. O segundo problema foi resolvido a partir de um sistema de gerenciamento de memória preditivo baseado no modelo de memória virtual. Este trabalho propõe uma arquitetura que permite que qualquer tipo de dispositivo de armazenamento seja inserido. Os dispositivos estão organizados em seqüência. O funcionamento do sistema consiste em reservar um espaço de memória em cada dispositivo e gerenciar esse espaço de forma otimizada. O sistema de predição tem a finalidade de carregar antecipadamente os dados que serão provavelmente utilizados pela aplicação num futuro próximo. Este trabalho propõe um algoritmo de predição adaptativo específico para o problema de visualização. Este algoritmo explora as informações sobre as variações dos parâmetros da câmera e as informações sobre a taxa de transferência de dados, que são usadas para decidir o que deve ser carregado. As informações dos parâmetros da câmera ajudam a determinar os dados que possivelmente serão utilizados pela aplicação. A informação da taxa de transmissão é utilizada para decidir qual o nível de resolução desses dados que devem ser carregados antecipadamente para os dispositivos de alta velocidade. O sistema de gerenciamento de memória preditivo foi testado em aplicações de visualização de imagens de satélite e panoramas virtuais,em tempo-real. / [en] Nowadays, many areas of computer graphics need to process a huge amount of data. In order to visualize the data in realtime time, it is necessary to solve two different problems. The first problem is the limited time available to perform rendering. The second one arises from the restricted capacity of storage high-speed memories, like RAM and texture memories. In order to solve the first problem, this work has used multi-resolution techniques. The multi-resolution representation allows the application to work with a constant amount of data during the rendering process. The second problem has been solved by a predictive management memory system based on the virtual memory model. This work proposes an architecture that allows any storage device to be incorporated in the system. Devices are organized sequentially. The heart of the system consists in allocating an area of memory for each device and managing this space optimally. The predictive system aims to load in advance. The data that will probably be used by the application in the near future. This work proposes a specific adaptative prediction algorithm for the visualization problem. This algorithm exploits the information about the camera parameter variations as well as the data transfer rate, in order to decide what should be loaded. The camera parameters are used to determine which data will possibly be used by the application. The transfer rate is used to decide which resolution level of the data should be loaded to the high- speed devices, in advance. The predictive memory management system has been tested for real-time visualization of satellite images and virtual panoramas.