Probal-Capes/DAAD: CAPES Process #262/07
     Institutions:  University of Stuttgart (Germany) - USP-São Carlos (Brazil) - UFRGS (Brazil)
     Coordinator: Luis Gustavo Nonato (USP-São Carlos) - Thomas  (University of Stuttgart)
    Participants:  João Comba (UFRGS)
     Título do Projeto (CNPq):  Modelagem Geométrica, Deformação e Visualização de Dados Amostrados Massivos

    Resumo: A modelagem geométrica e visualização a partir de dados amostrados como imagens e/ou pontos não organizados têm sido um dos principais problemas sob investigação em computação gráfica e áreas afins, com importantes aplicações em setores estratégicos como a medicina e exploração de petróleo. Apesar dos grandes avanços obtidos nesta área, questões importantes ainda permanecem sem uma solução satisfatória e que limitam o uso em aplicações complexas. Como exemplos de tais limitações pode-se citar a grande dependência do usuário nos métodos de reconstrução a partir de imagens, principalmente nas etapas que antecedem a reconstrução propriamente dita (segmentação das imagens) e a falta de integração entre representação de informações topológicas e geométricas na modelagem de objetos definidos por pontos amostrados. Outra dificuldade no tratamento de dados amostrados reside na habilidade para aplicar deformações físicas a objetos representados por pontos. Ainda que seja possível dizer que representações baseadas em pontos oferecem menos restrições a aplicação de deformações (pois é mais fácil manter informações topológicas consistentes ao longo da deformação), este tópico de pesquisa tem sido ainda pouco investigado. A proposta de métodos de deformação capazes de lidar com grandes conjuntos de pontos é um tópico de pesquisa recente e muito interessante, e o paralelismo inerente a estes métodos motiva a investigação do uso da GPU (Graphics Processing Unit) para a sua implementação. A escalabilidade é outro aspecto limitante dos métodos de reconstrução e representação de dados amostrados. Conjuntos de dados que possuem um número muito grande de pontos (também chamados de massivos) exigem o uso de técnicas de multi- resolução e níveis de detalhe para o seu processamento. Estas técnicas permitem tanto reduzir a granularidade dos dados quanto manter taxas de rendering interativas, sem que a qualidade do rendering seja afetada. O uso de estruturas de particionamento espacial, combinadas com a aplicação de técnicas de filtragem tem sido a estratégia para solucionar tais problemas. Existem enúmeras possibilidades para melhorar a performance dos métodos exisitentes, que podem envolver, por exemplo, o projeto de estruturas de particionamento espacial mais eficientes e a transferência de parte da implementação para a GPU. Este projeto de cooperação internacional visa combinar as competências dos grupos brasileiros e alemão nos vários componentes dos problemas destacados acima, bem como promover a consolidação do intercâmbio entre os grupos para futuras colaborações. Como resultado deste projeto espera-se desenvolver novas metodologias que viabilizem a concepção de soluções inovadoras, tanto do ponto de vista teórico quanto prático. A aplicação deste novo arcabouço em problemas relevantes em áreas da simulação de fenômenos físicos bem como na visualização científica e médica é outro aspecto importante desse projeto.