Www.efoto.eng.uerj.br Módulo de visualização de modelos numéricos de superfície da estação...
Transcript of Www.efoto.eng.uerj.br Módulo de visualização de modelos numéricos de superfície da estação...
www.efoto.eng.uerj.br
Módulo de visualização de modelos Módulo de visualização de modelos numéricos de superfície da estação numéricos de superfície da estação
fotogramétrica digital E-Foto (MV3D)fotogramétrica digital E-Foto (MV3D)
Rodrigo Machado Alvarenga FonsecaVinícius da Silva
Universidade do Estado do Rio de Universidade do Estado do Rio de JaneiroJaneiro
www.efoto.eng.uerj.br 2/41
Sumário da ApresentaçãoSumário da Apresentação
Introdução Objetivos Metodologia Implementação Resultados Conclusão
www.efoto.eng.uerj.br 3/41
IntroduçãoIntrodução
www.efoto.eng.uerj.br 4/41
FotogrametriaFotogrametria
Fotogrametria é a ciência que visa à reconstituição do espaço tridimensional a partir de imagens bidimensionais
www.efoto.eng.uerj.br 5/41
Fotogrametria e Computação GráficaFotogrametria e Computação Gráfica
Computação gráfica reúne as áreas de processamento, análise e síntese de imagens e modelagem geométrica
Modelos e dados
Imagem
www.efoto.eng.uerj.br 6/41
Estação Fotogramétrica Digital E-Foto Estação Fotogramétrica Digital E-Foto
www.efoto.eng.uerj.br 7/41
Estágio atual de desenvolvimento do Estágio atual de desenvolvimento do E-FotoE-Foto
Integração Novas funcionalidades
XP -> eXtreming Programming
www.efoto.eng.uerj.br 8/41
Integração de dados do E-FotoIntegração de dados do E-Foto
www.efoto.eng.uerj.br 9/41
Objetivo doObjetivo dotrabalhotrabalho
www.efoto.eng.uerj.br 10/41
Motivação: uma nova funcionalidadeMotivação: uma nova funcionalidade
Visualização de MNSVisualização de MNS
www.efoto.eng.uerj.br 11/41
Visão geral da estratégia de Visão geral da estratégia de implementaçãoimplementação
Integração Visualização de MNS
MNT + feições
MNT + feições
www.efoto.eng.uerj.br 12/41
MetodologiaMetodologia
www.efoto.eng.uerj.br 13/41
Requisitos do módulo de visualização de Requisitos do módulo de visualização de MNSMNS
- Extração dos dados do arquivo XML de - Extração dos dados do arquivo XML de projeto fotogramétrico do E-Fotoprojeto fotogramétrico do E-Foto
- Geração do modelo geométrico do MNT- Geração do modelo geométrico do MNT
- Geração do modelo geométrico das - Geração do modelo geométrico das feições cartográficas no XMLfeições cartográficas no XML
- Fusão dos dois modelos geométricos- Fusão dos dois modelos geométricos
- Apresentação dos modelos na GUI- Apresentação dos modelos na GUI
www.efoto.eng.uerj.br 14/41
MetodologiaMetodologia
Decimação
Carregamento do MNT
Geração do modelo geométrico do MNT
Carregamento das feições
Geração do modelo das feições
Fusão dos modelos geométricos
Renderização
MODELAGEMMODELAGEM
SÍNTESE DE IMAGEMSÍNTESE DE IMAGEM
CO
MPU
TA
ÇÃ
O G
RÁ
FICA
CO
MPU
TA
ÇÃ
O G
RÁ
FICA
www.efoto.eng.uerj.br 15/41
Caso de usoCaso de uso
1 - Abertura do arquivo *.epp
2 - Busca do caminho para o arquivo contendo o MNT
3 - Geração do modelo geométrico do MNT
4 - Inclusão, no modelo, das feições presentes no *.epp
5 - Apresentação do MNS
6 - Manipulação da maquete digital do MNS
www.efoto.eng.uerj.br 16/41
Triangulação de DelaunayTriangulação de Delaunay
Propriedade do circuncírculo vazioPropriedade do circuncírculo vaziow
ww
.inf.u
fr gs.b
r/~co
mb
a/cm
p1
89
-file
s/class2
2-2
3.p
df
figuras: João Comba
www.efoto.eng.uerj.br 17/41
Triangulação de DelaunayTriangulação de Delaunay
Construção incremental da triangulação.Construção incremental da triangulação.w
ww
.inf.u
fr gs.b
r/~co
mb
a/cm
p1
89
-file
s/class2
2-2
3.p
df
figuras: João Comba
Aresta ilegalAresta ilegal
www.efoto.eng.uerj.br 18/41
Triangulação de DelaunayTriangulação de Delaunay
• Interpolação do MNT através dos triângulos.Interpolação do MNT através dos triângulos.• Altura desconhecida de um ponto P com coordenadas Altura desconhecida de um ponto P com coordenadas (x1,z1) é uma função F(x1,z1).(x1,z1) é uma função F(x1,z1).• F(x1,z1) é a equação do plano do triângulo incidente F(x1,z1) é a equação do plano do triângulo incidente a P resolvida para a altura.a P resolvida para a altura.
ax + by + cz + d = 0ax + by + cz + d = 0
y = F(x,z) = (-ax - cz – d) / by = F(x,z) = (-ax - cz – d) / b
(a,b,c)(a,b,c)
P = (x,z)P = (x,z)
www.efoto.eng.uerj.br 19/41
DecimaçãoDecimação
www.efoto.eng.uerj.br 20/41
Decimação Decimação
Remoção de um percentual dos pontos do MNT.Remoção de um percentual dos pontos do MNT.Critério:Critério:• ordenação dos pontos por distância aos k vizinhos ordenação dos pontos por distância aos k vizinhos mais próximos;mais próximos;• Deleção dos pontos com maior valor.Deleção dos pontos com maior valor.
www.efoto.eng.uerj.br 21/41
TexturizaçãoTexturização
TexturizaçãoTexturizaçãodo modelodo modelo
www.efoto.eng.uerj.br
TessalationTessalation
www.efoto.eng.uerj.br 23/41
ImplementaçãoImplementação
www.efoto.eng.uerj.br 24/41
Plataforma de desenvolvimentoPlataforma de desenvolvimento
Computational Geometry Algorithms Library ModelagemModelagem Triangulação de DelaunayTriangulação de Delaunay Interpolação do MNT Interpolação do MNT DecimaçãoDecimação
RenderizaçãoRenderização
User InterfaceUser Interface
TexturizaçãoTexturização
www.efoto.eng.uerj.br 25/41
Diagrama de Classes de Domínio Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)(pacote Model)
www.efoto.eng.uerj.br 26/41
Diagrama de Classes de Domínio Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)(pacote Model)
www.efoto.eng.uerj.br 27/29
Diagrama de Classes de Domínio Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)(pacote Model)
www.efoto.eng.uerj.br 28/29
Diagrama de Classes de Domínio Diagrama de Classes de Domínio (pacote View)(pacote View)
www.efoto.eng.uerj.br
Diagrama de sequência para o caso Diagrama de sequência para o caso de uso de uso SelectProjectSelectProject
www.efoto.eng.uerj.br
Diagrama de Sequência do Processo de Diagrama de Sequência do Processo de Renderização do MNSRenderização do MNS
www.efoto.eng.uerj.br
Diagrama de Sequência do Processo de Diagrama de Sequência do Processo de Controle da Câmera no MV3DControle da Câmera no MV3D
www.efoto.eng.uerj.br 32/41
ResultadosResultados
www.efoto.eng.uerj.br 33/41
Dados de testeDados de teste
± 50 mil pontos; Produzido manualmente utilizando o E-Foto
Aeroporto de JacarepaguáAeroporto de Jacarepaguá Uerj Campus MaracanãUerj Campus Maracanã
DecimaçãoDecimação Fusão feições + MNTFusão feições + MNT
www.efoto.eng.uerj.br 34/41
Computador usado no TesteComputador usado no Teste
- Pentium Dual Core- Pentium Dual Core - 4Gbytes de memória RAM- 4Gbytes de memória RAM - placa de vídeo SiS Mirage - placa de vídeo SiS Mirage 3Graphics, integrada.3Graphics, integrada.
www.efoto.eng.uerj.br 35/41
Dados coletadosDados coletados
Num pontos
55000 (100%)
27500 (50%)
8250 (15%)
FrameTempo
(ms)Tempo
(ms)Tempo
(ms)
1 603 489 191
2 707 515 190
3 901 517 200
4 979 542 183
5 1030 579 189
6 1224 640 163
7 1212 586 141
8 1280 583 125
9 1224 602 91
10 1369 638 114
11 1324 604 136
12 1311 585 161
13 1321 586 185
14 1192 609 182
15 1207 605 207
16 1174 607 221
17 1205 612 225
18 1174 596 194
19 1278 595 177
20 603 489 191
Média 759,15 461,05 172,37
www.efoto.eng.uerj.br 36/41
DecimaçãoDecimação
MNT de JacarepaguáMNT de Jacarepaguá
- 27500 pontos- 27500 pontos
- 55.000 pontos- 55.000 pontos
- 8250 pontos- 8250 pontos
OKOK
www.efoto.eng.uerj.br 37/41
MNS do Campus da UerjMNS do Campus da Uerj
www.efoto.eng.uerj.br 38/41
ConclusãoConclusão
www.efoto.eng.uerj.br 39/41
Back Face CullingBack Face Culling
www.efoto.eng.uerj.br 40/41
Divisão EspacialDivisão Espacial
BSP Trees, QuadTrees e OctreesBSP Trees, QuadTrees e Octrees
www.efoto.eng.uerj.br 41/41
Modelos de IluminaçãoModelos de Iluminação
Flat, Gouraud e PhongFlat, Gouraud e Phong