Www.efoto.eng.uerj.br Módulo de visualização de modelos numéricos de superfície da estação fotogramétrica digital E-Foto (MV3D) Rodrigo Machado Alvarenga.

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1 www.efoto.eng.uerj.br Módulo de visualização de modelos numéricos de superfície da estação fotogramétrica digital E-Foto (MV3D) Rodrigo Machado Alvarenga Fonseca Vinícius da Silva Universidade do Estado do Rio de Janeiro

2 www.efoto.eng.uerj.br 2/41 Sumário da Apresentação Introdução Objetivos Metodologia Implementação Resultados Conclusão

3 www.efoto.eng.uerj.br 3/41 Introdução

4 www.efoto.eng.uerj.br 4/41 Fotogrametria Fotogrametria é a ciência que visa à reconstituição do espaço tridimensional a partir de imagens bidimensionais

5 www.efoto.eng.uerj.br 5/41 Fotogrametria e Computação Gráfica Computação gráfica reúne as áreas de processamento, análise e síntese de imagens e modelagem geométrica Modelos e dados Imagem

6 www.efoto.eng.uerj.br 6/41 Estação Fotogramétrica Digital E-Foto

7 www.efoto.eng.uerj.br 7/41 Estágio atual de desenvolvimento do E-Foto Integração Novas funcionalidades XP -> eXtreming Programming

8 www.efoto.eng.uerj.br 8/41 Integração de dados do E-Foto

9 www.efoto.eng.uerj.br 9/41 Objetivo do trabalho

10 www.efoto.eng.uerj.br 10/41 Motivação: uma nova funcionalidade Visualização de MNS

11 www.efoto.eng.uerj.br 11/41 Visão geral da estratégia de implementação Integração Visualização de MNS MNT + feições

12 www.efoto.eng.uerj.br 12/41 Metodologia

13 www.efoto.eng.uerj.br 13/41 Requisitos do módulo de visualização de MNS - Extração dos dados do arquivo XML de projeto fotogramétrico do E-Foto - Geração do modelo geométrico do MNT - Geração do modelo geométrico das feições cartográficas no XML - Fusão dos dois modelos geométricos - Apresentação dos modelos na GUI

14 www.efoto.eng.uerj.br 14/41 Metodologia Decimação Carregamento do MNT Geração do modelo geométrico do MNT Carregamento das feições Geração do modelo das feições Fusão dos modelos geométricos Renderização MODELAGEM SÍNTESE DE IMAGEM COMPUTAÇÃO GRÁFICA

15 www.efoto.eng.uerj.br 15/41 Caso 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

16 www.efoto.eng.uerj.br 16/41 Triangulação de Delaunay Propriedade do circuncírculo vazio www.inf.ufrgs.br/~comba /cmp189-files/class22-23.pdf figuras: João Comba

17 www.efoto.eng.uerj.br 17/41 Triangulação de Delaunay Construção incremental da triangulação. www.inf.ufrgs.br/~comba /cmp189-files/class22-23.pdf figuras: João Comba Aresta ilegal

18 www.efoto.eng.uerj.br 18/41 Triangulação de Delaunay Interpolação do MNT através dos triângulos. Interpolação do MNT através dos triângulos. Altura desconhecida de um ponto P com coordenadas (x1,z1) é uma função F(x1,z1). Altura desconhecida de um ponto P com coordenadas (x1,z1) é uma função F(x1,z1). F(x1,z1) é a equação do plano do triângulo incidente a P resolvida para a altura. F(x1,z1) é a equação do plano do triângulo incidente a P resolvida para a altura. ax + by + cz + d = 0 y = F(x,z) = (-ax - cz – d) / b (a,b,c) P = (x,z)

19 www.efoto.eng.uerj.br 19/41 Decimação

20 www.efoto.eng.uerj.br 20/41 Decimação Remoção de um percentual dos pontos do MNT. Critério: ordenação dos pontos por distância aos k vizinhos mais próximos; ordenação dos pontos por distância aos k vizinhos mais próximos; Deleção dos pontos com maior valor. Deleção dos pontos com maior valor.

21 www.efoto.eng.uerj.br 21/41 Texturização Texturização do modelo

22 www.efoto.eng.uerj.br Tessalation

23 23/41 Implementação

24 www.efoto.eng.uerj.br 24/41 Plataforma de desenvolvimento Computational Geometry Algorithms Library Modelagem Modelagem Triangulação de Delaunay Triangulação de Delaunay Interpolação do MNT Interpolação do MNT Decimação Decimação Renderização Renderização User Interface User Interface Texturização Texturização

25 www.efoto.eng.uerj.br 25/41 Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)

26 www.efoto.eng.uerj.br 26/41 Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)

27 www.efoto.eng.uerj.br 27/29 Diagrama de Classes de Domínio (pacote Model)

28 www.efoto.eng.uerj.br 28/29 Diagrama de Classes de Domínio (pacote View)

29 www.efoto.eng.uerj.br Diagrama de sequência para o caso de uso SelectProject

30 www.efoto.eng.uerj.br Diagrama de Sequência do Processo de Renderização do MNS

31 www.efoto.eng.uerj.br Diagrama de Sequência do Processo de Controle da Câmera no MV3D

32 www.efoto.eng.uerj.br 32/41 Resultados

33 www.efoto.eng.uerj.br 33/41 Dados de teste  ± 50 mil pontos;  Produzido manualmente utilizando o E-Foto Aeroporto de Jacarepaguá Uerj Campus Maracanã Decimação Fusão feições + MNT

34 www.efoto.eng.uerj.br 34/41 Computador usado no Teste - Pentium Dual Core - Pentium Dual Core - 4Gbytes de memória RAM - 4Gbytes de memória RAM - placa de vídeo SiS Mirage 3Graphics, integrada. - placa de vídeo SiS Mirage 3Graphics, integrada.

35 www.efoto.eng.uerj.br 35/41 Dados coletados Num pontos 55000 (100%) 27500 (50%) 8250 (15%) Frame Tempo (ms) 1603489191 2707515190 3901517200 4979542183 51030579189 61224640163 71212586141 81280583125 9122460291 101369638114 111324604136 121311585161 131321586185 141192609182 151207605207 161174607221 171205612225 181174596194 191278595177 20603489191 Média759,15461,05172,37

36 www.efoto.eng.uerj.br 36/41 Decimação MNT de Jacarepaguá - 27500 pontos - 27500 pontos - 55.000 pontos - 55.000 pontos - 8250 pontos - 8250 pontos OK

37 www.efoto.eng.uerj.br 37/41 MNS do Campus da Uerj

38 www.efoto.eng.uerj.br 38/41 Conclusão

39 www.efoto.eng.uerj.br 39/41 Back Face Culling

40 www.efoto.eng.uerj.br 40/41 Divisão Espacial BSP Trees, QuadTrees e Octrees

41 www.efoto.eng.uerj.br 41/41 Modelos de Iluminação Flat, Gouraud e Phong