Uma Arquitetura de Suporte a Interações 3D ... - DCA - Unicamp

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4 Introdução Fig. 1.1: Largura de banda da transferência de recursos armazenados na memória de vídeo e na memória do sistema. Fig. 1.2: Diagrama conceitual do fluxo de eventos de entrada e saída em um paradigma tradicional de interação.
1.1 Motivação 5 Fig. 1.3: Deformação dos vértices de uma esfera na GPU usando uma função senoidal de deslocamento. Esquerda: geometria original submetida pela CPU, em wireframe. Direita: imagem obtida após processamento da geometria na GPU. podem ocorrer inconsistências entre as ações de interação realizadas pelo usuário e o resultado visual obtido. Por exemplo, suponhamos que o modelo geométrico original seja uma esfera e que, na instân- cia armazenada em memória de vídeo, seus vértices sejam deslocados ao longo dos vetores normais de acordo com uma função de deslocamento na GPU. O resultado visual não terá mais a aparência de uma esfera (Figura 1.3). Entretanto, quando o usuário tentar interagir com este novo modelo obser- vado, todo o processamento de interação ainda estará sendo realizado na CPU, com base no modelo não deformado, i.e., uma esfera. Inconsistências deste tipo poderão ser evidentes mesmo em tarefas simples como apontar e selecionar um ponto específico do modelo usando um dispositivo apontador que controla um cursor 2D. As técnicas de animação e modelagem geométrica citadas anteriormente (e.g., mesh skinning, modelagem procedural de terrenos e mapeamento de deslocamento) podem modificar os atributos de cada vértice por meio de transformações que não preservam as propriedades locais de geometria diferencial do modelo representado, tais como a área e a curvatura. Assim, a propagação dessas mu- danças para o modelo na CPU geralmente não pode ser feita pelo uso de uma única transformação afim sobre toda a geometria, o que seria realizado através da multiplicação do vetor de cada ponto 3D em coordenadas homogêneas por uma matriz de transformação afim. Por este motivo, a solução mais comum para realizar interações consistentes de geometria deformada na GPU consiste em executar todo o código de deformação também na CPU, de forma paralela ao processamento para renderiza- ção. Infelizmente, essa estratégia não é satisfatória pois anula todos os benefícios do uso da GPU para liberar a CPU do processamento de deformação de geometria. Ao contrário, o mesmo proces-
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