Rendering Massive Terrains using Chunked Level of Detail Control Ulrich Thatcher

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Rendering Massive Terrains using Chunked Level of
Detail Control Ulrich Thatcher

• Fanny CHEVALIER
• Guillaume CAURANT

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Sommaire

• Contexte
• Méthodes existantes
• Objectifs
• Chunk LOD
• Principe
• Algorithme
• Avantages, inconvénients
• Démonstration

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Contexte

• Pourquoi le rendu de terrain ?
• Simulateur de vol, jeux, visites de sites
• Quest ce que le rendu de terrain idéal ?

• Pourquoi la simplification de terrain ?
• Énormément de données
• Rendu 3D réaliste en temps réel

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Techniques existantes

• Continuous LOD rendering of Height Fields
• (P. Lindstrom 1996)

• Progressive Meshes (H. Hoppe 1996)

• ROAM (Real-Time Optimally Adapting Meshes)
• (M. Duchaineau 1997)

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LOD Level Of Detail

• Créer différents niveaux de détails dun objet
• (pré-traitement)

69,451 polygones
2,502 polygones
251 polygones
76 polygones
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LOD Level Of Detail

• Créer différents niveaux de détails dun objet
• (pré-traitement)

• Adapter la résolution à la distance de lobjet
• (pendant lexécution)

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Erreur commise
t 2 pixels 79 382 polygones
t 4 pixels 25 100 polygones
t erreur sur laffichage
8
Continuous LOD (P. Lindstrom)

• Simplification de la surface par bloc
• On peut représenter un bloc en moindre résolution
  à condition que lerreur commise sur la topologie
  ne dépasse pas un certain taux

?
9
Continuous LOD (P. Lindstrom)

• Simplification dun bloc par point
• deux polygones peuvent être fusionnés à condition
  que lerreur commise sur la topologie ne dépasse
  pas un certain taux

?
10
Progressive Meshes (H. Hoppe)

• Nouvelle conception de simplification de maillage
  
• Pas de suppression darête
• Fusion progressive de sommets

vt
vl
vl
vr
vr
vs

vs
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Progressive Meshes (H. Hoppe)

• Raffinement sélectif

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ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

• dépendant de langle de vue

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ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

• dépendant de langle de vue
• Spécialisé pour la visualisation de terrain (les
  données  Height Field  sont les entrées)

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ROAMing Terrain (M. Duchaineau)

• Principe de  split and merge  selon des files
  de priorité basées sur lerreur commise

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Comparaison des deux méthodes
CLOD ROAM
Simplification par bloc OUI NON
Transitions douces OUI OUI
Dépend du point de vue NON OUI
Adapté au mapping de texture NON
Frame-to frame coherence NON OUI
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Objectifs

• Simplification par bloc

• Transitions douces

• Dépendant du point de vue

• Adapté au mapping de texture

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Chunck LOD Principe
Quadtree de données statiques
Niveau de détail
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Chunck LOD Principe

• Le cœur de la méthode
• Un Quadtree de données statiques (mesh) appelé
   chunks 
• Données statiques générées par une étape
  préalable de simplification de mesh classique
• Morphing des  chunks  au passage des différents
  niveaux
• Textures incorporées avec les données géométriques

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La Dépendance Au Point De Vue

• Chaque  Chunck  possède une boîte englobante et
  une erreur géométrique maximum
• Cette erreur est la même pour chaque niveaux de
  larbre
• Grâce à cela nous pouvons appliquer un algorithme
  basique de LOD
• Quand on constate que lerreur produite par le
  LOD nest plus acceptable par rapport à la
  distance au point de vue, on change de niveau
  dans larbre

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Discontinuité Du Maillage

• Problèmes de discontinuité à la jonction de deux
   chunk  de résolutions différentes

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Discontinuité Du Maillage

• Problèmes de discontinuité à la jonction de deux
   chunk  de résolutions différentes
• utilisation de quadrangles verticaux le long du
  bord de chaque  chunk 

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Discontinuité Du Maillage

• Problèmes de discontinuité à la jonction de deux
   chunk  de résolutions différentes
• Pour régler le problème, utilisation de
  quadrangles verticaux le long du bord de chaque
   chunk 
• Ces quadrangles sont texturés en étirant la
  texture du  chunk 
• Tout ceci est statique et fait partie intégrante
  du  chunk  (donc évite des calculs superflus
  lors de laffichage)

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Transitions Douces

• Un deuxième problème se pose comment rendre non
  perceptible le passage entre deux niveaux de
  résolution

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Textures Adaptatives

• Pour éviter des artefacts visuels, il faut avoir
  une résolution de texture adaptée
• De plus cela permet de réduire lespace mémoire
  occupé
• Grâce à la structure en quadtree nous avons la
  possibilité de faire du MipMapping en intégrant
  une texture avec une résolution adéquate pour le
  niveau dans lequel elle se trouve

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Le Stockage Des Données

• Données très volumineuses
• Facile de stocker les données hors du corps du
  programme et de les charger à la demande grâce à
  la hiérarchie des  chunks 
• Utilisation dun thread dédié au chargement des
  données

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Avantages Et Inconvénients

• Avantages
• Textures intégrées avec la géométrie
• Facile a intégrer hors du corps du programme
• Transitions douces entre les niveaux
• Charge CPU peu élevée

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Avantages Et Inconvénients

• Inconvénients
• Pré-traitement fastidieux
• Données statiques
• Nombre de triangles supérieur à un algorithme
  classique de simplification de maillage

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Conclusion !!!