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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2019.tde-02012019-142426
Documento
Autor
Nome completo
Nicolas Masanori Shimizu Oe
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Paiva Neto, Afonso (Presidente)
Carmo, Fabiano Petronetto do
Castelo Filho, Antonio
Gois, João Paulo
Título em inglês
Boundary particle resampling for surface reconstruction in particle-based fluids
Palavras-chave em inglês
Boundary particles
Liquid animation
Particle resampling
Particle-based fluids
Surface econstruction
Resumo em inglês
In this work, its presented a novel particle resampling method for free-surface fitting of liquids from particle-based fluid simulations. The proposed approach is simple and easy to implement, and only requires the positions of the particles to properly identify and refine regions with small-scale features. The method comprises three main stages: boundary detection, feature classification, and particle refinement. For each simulation frame, firstly the free-surface is captured through a boundary detection scheme as chosen by the user. Then, the boundary particles are classified and labeled according to the deformation and the stretching of the freesurface computed from the Principal Component Analysis (PCA) of the particle positions. Finally, particles placed at feature regions are refined according to their feature classification. In order to render the free-surface, its demonstrated how the traditional methods of free-surface fitting in Computer Graphics and Computational Physics literature can be benefited by the proposed resampling method. Moreover, the results shown in this work attest the effectiveness and robustness of the method when compared against state-of-the-art adaptive particle sampling techniques.
Título em português
Reconstruções de superfícies em fluidos baseados em partícula
Palavras-chave em português
Animação de líquidos
Fluidos baseados em partícula
Partículas de borda
Reamostragem de partícula
Reconstrução de superfície
Resumo em português
Neste trabalho é apresentado um novo método de re-amostragem para a superfície livre de liquidos de simulações de fluidos baseados em partícula. A abordagem proposta é simples e fácil de ser implementada, e requere apenas as posições das partículas para identificar e refinar devidamente regiões com características de baixa escala. O método consiste de três estágios principais: detecção de borda, classificação de caracteristicas e refinamento de partículas. Para cada quadro da simulação, primeiro a superfície livre é identificada a partir da detecção de borda, cujo método pode ser escolhido pelo usuário. Então, as partículas de borda são classificadas e recebem um valor de acordo com a deformação e alongamento da superfície livre calculada a partir da Análise de Componentes Principais (PCA) das posições das partículas. Por fim, partículas que pertencem à camadas finas são refinadas de acordo com suas classificações. Para renderizar a superfície livre, é demonstrado como métodos tradicionais de "fitting" de superfície em Computação Gráfica e Física computacional podem ser beneficiadas pelo método de reamostragem proposta. Por fim, os resultados mostrados neste trabalho certificam a efetividade e a robustez do método quando comparado com as técnicas adaptativas de amostragem de partículas do estado-da-arte.
 
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Data de Publicação
2019-01-02
 
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