Simulação da profundidade de campo

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

A renderização de imagens realistas é um objectivo da Computação Gráfica (CG) e, tal como em fotografia, a profundidade de campo apresenta-se como uma das suas componentes mais importantes. Com esta é proporcionada uma noção de profundidade capaz de auxiliar o sistema visual humano a interpretar correctamente os elementos de uma cena tridimensional. Foram já propostos vários métodos para modelação de profundidade de campo mas, devido à evolução tecnológica assistida em CG superando limitações passadas, só hoje é possível introduzir correctamente o efeito de profundidade em programas interactivos como os de Realidade Virtual. Esta Dissertação de Mestrado em Engenharia Informática visa a elaboração de uma aplicação interactiva, simuladora de uma correcta profundidade de campo em tempo-real aproximado. Conjuntamente será definida a associada metodologia, a ser facilmente integrada por um qualquer programador de aplicações gráficas. É assim apresentado um estudo relativo a técnicas recentes para criação do efeito realístico de profundidade baseadas no método de Pós-Processamento, de modo a seleccionar e utilizar aquela que mais se enquadra nos objectivos definidos. Numa simulação gráfica de visão realista é usual o aparecimento de incorrecções visuais que poderão facilmente interferir com a percepção do observador. Com o intuito de ser realizada uma modelação precisa da profundidade de campo, estas incoerências visuais são objecto de uma análise aprofundada, culminada na determinação das suas possíveis soluções. De forma a garantir simulação com tempo de execução apropriado à interactividade exigida são consideradas optimizações de diversa ordem, entre as quais, o uso das potencialidades de hardware gráfico. Aproveita-se o paralelismo em GPU através de linguagem de shading GLSL, elevando o desempenho global quando manipulados pixels em grande número.