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

4.1 Estimativas em superfícies discretas 67
intervenção da CPU. Isto pode ser feito no processador de fragmentos ao amostrar cada texel do mapa
de textura de origem, modificar a informação obtida e escrever o resultado a uma textura de destino
com um mapeamento biunívoco entre os texels de ambas as texturas. Tal procedimento é freqüen-
temente implementado através da renderização de um quadrilátero que cobre a textura de destino (o
alvo de renderização), e mapeado com a textura de origem de modo que cada fragmento rasterizado
do quadrilátero corresponde a um texel da textura de destino. Conforme detalhamos na seção 2.4.3,
isto simula o funcionamento de um processador de fluxo no qual cada elemento de um fluxo de en-
trada é processado por uma função kernel (neste caso, o shader de fragmentos) e o resultado é enviado
a um fluxo de saída.
Os únicos atributos associados aos vértices do quadrilátero são as coordenadas de textura que
mapeiam a textura de origem no quadrilátero. Uma vez que os texels da textura de origem são ma-
peados de forma biunívoca aos texels da textura de destino, as coordenadas de textura interpoladas,
fornecidas como entrada do processador de fragmentos, correspondem automaticamente aos índices
dos arranjos convertidos em 2D. Dessa forma, a função Index1DTo2D não precisa ser utilizada
neste caso.
No algoritmo de Calver [2004], os vetores normais podem ser calculados simultaneamente com a
renderização do modelo, ou podem ser armazenados em novas texturas – evitando, assim, a transfe-
rência de dados entre a CPU e a GPU – que podem ser amostradas no processador de vértices durante
o passo de renderização. Como forma de simplificar a implementação, o algoritmo impõe um limite
máximo de 6 a 8 faces adjacentes a cada vértice (o vetor normal ao vértice é calculado como a média
dos vetores normais das faces adjacentes).
O algoritmo é baseado no algoritmo de Blinn [1977] que primeiramente calcula os vetores normais
às faces e, para cada vértice, normaliza os vetores normais acumulados das faces adjacentes. Na GPU,
isso é implementado como três passos de renderização usando a estratégia de processamento de fluxo
descrita anteriormente. O primeiro passo armazena os atributos modificados da geometria deformada,
enquanto que os outros dois utilizam estes dados para finalmente calcular as normais às faces e aos
vértices:
1. Atualização da posição dos vértices: Cada texel do mapa de posição de vértices é lido e
processado pela função de deformação dependente da aplicação. O resultado é armazenado em
um novo mapa de posição de vértices que é utilizado nos passos subseqüentes.
2. Cálculo das normais às faces: Cada texel do mapa de faces é lido de modo a obter os 3 índices
dos vértices que compõem a face. O mapa de vértices atualizado é então amostrado nos índices
dados de modo a obter a posição 3D de cada vértice da face, no sistema de coordenadas do
objeto. Com tais dados, a normal à face é obtida através do produto vetorial de quaisquer dois