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

8 Introdução
de produção, o uso de tais ferramentas pode ajudar a reduzir a lacuna existente entre o sistema
no qual o artista gráfico trabalha, e o sistema utilizado pelos programadores para produzir o
produto final que utiliza os recursos gráficos. Aplicativos deste tipo, como o Right Hemisphere
Deep Creator/Deep Paint 3D [Hemisphere, 2007], Pixologic ZBrush [Pixologic, 2007] e In-
teractive Effects Amazon Paint [Effects, 2007], podem se beneficiar de ferramentas de edição
capazes de atuar diretamente sobre modelos modificados na GPU ao fornecer ao usuário uma
interface mais amigável e que atende o paradigma WYSIWYG. Neste caso, o usuário pode
trabalhar com o modelo na forma como ele será apresentado na aplicação final.
• Capacidade de utilizar o poder computacional da GPU para realizar processamento de intera-
ção de forma paralela à CPU. Tal característica é especialmente importante em jogos e outras
aplicações de processamento gráfico intensivo que requerem o uso de manipulação direta 3D
como forma de interação com os objetos da cena. Ao realizar o processamento de interação em
hardware gráfico, a CPU fica livre para executar outras tarefas de forma paralela (e.g., tarefas
da lógica do jogo). Além disso, o alto poder computacional das GPUs pode reduzir o próprio
processamento da interação, mesmo no caso em que as primitivas geométricas não sofrem de-
formações de vértices ou fragmentos.
• Em aplicações de CAD (Computer Aided Design), diferentes representações de modelos ge-
ométricos (e.g., representação explícita, implícita ou paramétrica) requerem algoritmos distin-
tos de interseção entre raios e superfícies (ray picking) para determinar os pontos de seleção.
Por outro lado, a visualização desses modelos com aceleração em hardware gráfico é comu-
mente feita através de representações formadas de primitivas suportadas pelas GPUs atuais, a
saber, triângulos, pontos e linhas. 2 Para aumentar a flexibilidade do algoritmo de interação com
relação a diferentes tipos de geometria, a GPU pode ser utilizada para realizar o cálculo de in-
teração sobre a representação submetida pela CPU. O resultado pode ser utilizado diretamente
para realimentação visual, ou como aproximação para a solução exata, ou ainda como passo
inicial de um processo iterativo de refinamento da interseção com a geometria exata.
1.2 Hipótese e contribuição
Esta tese defende a hipótese de que a atual arquitetura de hardware gráfico programável é flexível
o suficiente para processar atributos geométricos necessários para a realização de tarefas de manipula-
2 Já foram propostas técnicas de traçado de raios em tempo real através do uso da GPU como um processador de
propósito geral [Purcell et al., 2002, Purcell, 2004]. Embora o paradigma de varredura ainda seja mais eficiente em
hardware atual, propostas de processadores dedicados para traçado de raios também já foram apresentadas [Woop et al.,
2005].