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| Acadêmico(a): Alex Seródio Gonçalves |
| Título: Geração procedural de terrenos virtuais com aparência natural utilizando gpu |
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| Introdução: |
A forma como cidades e sociedades são construídas ao longo da história está diretamente relacionada com o
relevo das paisagens da região. Essas paisagens estão em constante mudança, sendo influenciadas frequentemente não
apenas por forças naturais, mas também por forças econômicas e culturais (PLIENINGER et al., 2015). Algumas dessas
mudanças podem se mostrar complexas de serem analisadas e estudadas no mundo real. Nestes casos, simulações
computacionais possibilitam a criação e validação de modelos que representam tais cenários, permitindo assim a execução
de experimentos, análise dos resultados e validação de teorias em um ambiente controlado (HEERMANN, 1990, p. 8).
Estas simulações podem ser utilizadas para analisar os processos naturais e sociais causadores de mudanças nas paisagens,
sendo necessário, porém, a utilização de cenários adequados à simulação.
Para garantir a utilização de terrenos naturais e possibilitar uma variedade de cenários diferentes para as
simulações, é possível utilizar terrenos gerados de forma procedural. Este processo pode ser realizado através da utilização
de modelos estocásticos e/ou modelos físicos. O primeiro permite a geração controlada de terrenos com características de
relevo pseudoaleatórias (EBERT et al., 2003). Já o segundo realiza a criação de terrenos através da simulação de eventos
físicos presentes no mundo real, como processos de erosão que modificam o relevo (MUSGRAVE; KOLB; MACE,
1989). No caso dos modelos físicos, os algoritmos exigem um poder de processamento considerável para atingir
resultados realistas, tornando sua execução em tempo real impraticável em muitos casos (MEI; DECAUDIN; HU, 2007,
p. 47). Este problema pode ser contornado com a utilização da Graphic Processing Unit (GPU) para processamento em
paralelo, cujo uso se mostra viável principalmente conforme a quantidade de dados a serem processados aumenta
(HANGÜN; EYECIOĞLU, 2017, p. 34). Desta forma é possível realizar o processamento dos algoritmos de erosão de
forma eficiente e ainda preservar o nível de realismo dos terrenos gerados (MEI; DECAUDIN; HU, 2007, p. 48).
Diante do apresentado, este trabalho propõe disponibilizar uma ferramenta para geração procedural de terrenos
virtuais com aparência natural utilizando modelos estocásticos e físicos executados em GPU. Destaca-se que o termo
“aparência natural” se refere à representação gráfica de características geologicamente fidedignas de terrenos reais. Os
objetivos específicos do trabalho são: analisar a performance dos algoritmos implementados comparando sua execução
em CPU e GPU; e avaliar a naturalidade dos terrenos gerados com base em terrenos reais. Tratando-se da análise de
naturalidade dos terrenos, serão utilizadas como métricas o erosion score proposto por Olsen (2004) para avaliar o nível
de erosão de terrenos virtuais e a lei de Benford (BENFORD, 1938) que demonstra um padrão de distribuição de dígitos
encontrado em conjuntos de dados estatísticos gerados naturalmente. |
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