Visualização De Seções De Corte Arbitrárias De Malhas Não Estruturadas

Abstract

Aos meus pais e minha família. Ao meu Orientador Waldemar, por ter me dado a oportunidade de realizar este trabalho e confiar no meu potencial.Aos meus amigos César Palomo, Chrystiano Araújo, Eduardo Ceretta, Fábio Miranda, Frederico Abraham e Rodrigo Espinha.A CAPES, PUC-Rio e Tecgraf pelos auxílios concedidos que viabilizaram este trabalho. Este trabalho propõe um método eficiente para o mapeamento de campos escalares de malhas não estruturadas em seções de corte arbitrárias. Tratase de um método de renderização direta (a interseção da superfície com o modelo nãoé extraída) que usa a GPU para garantir bom desempenho. A idéia básica do método propostoé utilizar o rasterizador da placa gráfica para gerar os fragmentos da superfície de corte e calcular a interseção de cada fragmento com o modelo em GPU. Para isso,é necessário testar a localização de cada fragmento na malha não estruturada de maneira eficiente. Como estrutura de aceleração, foram testadas três variações de grades regulares para armazenar os elementos (células) da malha, e cada elementoé representado pela lista de planos de suas faces, facilitando o teste de pertinência fragmento-elemento. Uma vez determinado o elemento que contém o fragmento, são aplicados procedimentos para interpolar o campo escalar e para identificar se o fragmento está próximoà fronteira do elemento, a fim de representar o aramado (wireframe) da malha na superfície de corte. Resultados obtidos demonstram a eficácia e a eficiência do método proposto. Palavras-chaveSeção de corte ; Malhas não estruturadas ; Programação em GPU. For the visualization of scalar fields in volume data, the use of cross sections is an effective technique to inspect the field variation inside the domain. The technique consists in mapping, on the cross section surfaces, a colormap that represents the scalar field on the surface-volume intersection. In this work, we propose an efficient method for mapping scalar fields of unstructured meshes on arbitrary cross sections. It is a direct-rendering method (the intersection of the surface and the model is not extracted) that uses GPU to ensure efficiency. The basic idea is to use the graphics rasterizer to generate the fragments of the cross-section surface and to compute the intersection of each fragment with the model. For this, it is necessary to test the location of each fragment with respect to the unstructured mesh in an efficient way. As acceleration data structure, we tested three variations of regular grids to store the elements (cells) of the mesh, and each element is represented by the list of face planes, easing the in-out test between fragments and elements. Once the element that contains the fragment is determined, it is applied procedures to interpolate the scalar field and to check if the fragment is close to the element boundary, to reveal the mesh wireframe on the surface. Achieved results demonstrate the effectiveness and the efficiency of the proposed method.

Traçado De Linhas De Fluxo Em Modelos De Reservatórios Naturais De Petróleo Baseado Em Métodos Numéricos Adaptativos

“…Determinar, eficientemente, a localização de um ponto (x, y, z) qualquer em relação ao modelo discreto. Para isso, empregamos o uso de uma grade regular como estrutura espacial de aceleração [3].…”

“…Essa estrutura de grade para modelos de reservatórios de petróleo foi proposta por Franceschin [3] e utilizada neste trabalho.…”

“…Dado um ponto, esta estrutura possibilita o acesso direto à lista de células do voxel da grade que contém o ponto. Em seguida, para descobrir em qual célula o ponto está contido, basta realizar um teste de intersecção; no pior caso, para cada uma das células da lista [3]. As listas de células são guardadas em um vetor de índices das células, como ilustrado na Figura 4.1.…”

Algoritmo De Corte Com Preservação De Contexto Para Visualização De Modelos De Reservatório

“…Franceschin [3] propôs uma técnica para realizar mapeamento de interseções de seções de cortes arbitrárias em malhas não estruturadas fazendo uso de programação em placa gráfica. Superfícies arbitrárias são renderizadas e os fragmentos gerados pelo processo de rasterização tem suas posições testadas com as células do modelo de reservatório, sendo desenhados com a cor do campo escalar associado à célula que ocorrer interseção.…”

“…Alguns resultados obtidos por [3] estão ilustrados na Figura 2.4. É possível observar o mapeamento da interseção em polígonos arbitrários, as cores das propriedades e o aramado (wireframe) correspondente são renderizados corretamente.…”