Dissertação

Strategies to Accelerate Deformable and Rigid Bodies Simulation: A non-polygonal approach to contact detection EVALUATED

A deteção de colisões é um componente fundamental em qualquer simulação física, onde os objetos de um cenário interagem entre eles. Tradicionalmente, em aplicações interativas, geometrias simples são utilizadas para aproximar os objetos por razões de desempenho. Porém, estas representações pouco retêm o detalhe presente em malhas de alta-definição, utilizadas em ambientes 3D. Por outro lado, malhas poligonais são lentas enquanto geometrias de contacto, por conseguinte, apenas uma versão de baixa-resolução satisfaz as restrições de desempenho em aplicações interativas. Mais difícil de aproximar são objetos deformáveis, como tecido, que mudam de forma ao longo do tempo, tornando representações rígidas inadequadas. Esta tese estuda a viabilidade da utilização de um tipo de superfície suave e convexa, nomeadamente superelipsóides, como geometria de contacto. E apresenta um método iterativo para calcular a distância mínima a um ponto no espaço, e o ponto mais próximo na superfície do superelipsóide. Como pode ser utilizada para testes de colisão elementares com vértices, esta abordagem proporciona uma alternativa, mais eficiente e menos exigente em memória, a malhas poligonais em simulações físicas, especialmente de modelos deformáveis. Para avaliar o desempenho do algoritmo de deteção de colisão foram realizados dois casos de estudo: uma toalha a cair sobre um superelipsóide e outro de uma sequência de superelipsóides em queda para uma taça. Os resultados indicam que o algoritmo desenvolvido é apropriado para aplicações em tempo-real e providencia uma maior eficiência e precisão em relação a métodos baseados em malhas, com tempos de computação 5 a 26 vezes mais rápidos.
deteção de colisões, superelipsóide, simulação de tecido, simulação de corpos rígidos

Outubro 31, 2017, 16:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João António Madeiras Pereira

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Associado

ORIENTADOR

Daniel Simões Lopes

INESC-ID

Investigador Principal