GENERACIÓN DE ESCENARIOS 3D EN TIEMPO REAL Francisco Pereira SISTÍMATA

1. GENERACIÓN DE ESCENARIOS 3D EN TIEMPO REAL Francisco Pereira SISTÍMATA

2. BACKGROUND • Reciente interés en representación 3D de ciudades y entornos urbanos • Sectores: • - Arquitectura, Urbanismo • Cine • Simulación • Problemas: • - Proceso de modelado 3D tradicional lento. • Tiempo de modelado excesivo cuando se trata de zonas extensas. • Escasa capacidad de modificación del escenario una vez creado. • El escenario suele ser demasiado complejo para tiempo real. • No aprovecha la información digital ya existente

3. INFORMACIÓN EXISTENTE • Podemos acceder a información digital existente como: • Planimetría Digital • Cartografía • - Modelos Digitales de Terreno • Ortofotos • Datos GIS • etc • Podemos generar información digital de forma rápida y precisa: • LiDAR • Fotografía aérea • Escaners láser

4. OBJETIVOS • Aprovechar la información digital existente para generar, de la forma más automática posible y en tiempo real escenarios tridimensionales. • Minimizar el tiempo de edición • Permitir generar el escenario con sólo parte de los datos • Permitir diferentes niveles de complejidad de los escenarios generados partiendo de los mismos datos • Permitir incorporar modelos 3D tradicionales • Permitir usar los escenarios generados con herramientas tradicionales (3DStudio, etc.) • Generación en tiempo real.

5. GENERACIÓN EN TIEMPO REAL • ¿ Por qué generar el escenario en tiempo real ? • Los datos de entrada pueden ser dinámicos • Se pueden realizar cálculos de forma más sencilla y eficiente que si el escenario fuese generado de forma estática • Cada parte del escenario se genera con el nivel de detalle óptimo dependiendo de la posición del observador. • El modelo final visualizado es mucho más sencillo que si se hubiera generado estáticamente. • La visualización es mucho más rápida y eficiente

6. GENERADOR DE ESCENARIOS 3D • Aplicación Software que genera cualquier escenario 3D a partir de: • Planimetría • Modelo Digital del Terreno • Fotos Aéreas • Datos LiDAR • La Aplicación permite: • Modificar/Actualizar rápidamente los escenarios • Aplicarla a escenarios exteriores o interiores de edificios • Determinar zonas vistas y ocultas 3D desde cualquier punto • Obtener coordenadas y distancias sobre el escenario. • Realizar operaciones sobre el escenario. • Integrarse en un Simulador

7. Texturasedificios Módulo Generador Exteriores Reglasde modelado Procesadorde datos Planimetría Módulo Generador Interiores Visualizador 3D Módulo GeneradorTerreno Modelo digitaldel terreno Visualizador 2D Módulo de Análisis Ortofotos Datos de entrada DIAGRAMA DE BLOQUES ARQUITECTURA

8. Generador de Exteriores

9. Generador de Exteriores • Genera los modelos 3D de los diferentes elementos del escenario partiendo de una planimetría digital. • Los datos de partida se organizan en capas • Cada capa genera un tipo de elementos (calles, aceras, árboles, edificios, etc..) • Los parámetros de cada elemento que no existan en la información de partida se cambian en el editor (ej. Densidad de vegetación, tipo de edificio, etc.) • Los edificios se generan mediante un potente sistema de reglas editable por el usuario.

10. Sistema de Reglas • Las fachadas se generan a partir de reglas. • Las reglas permiten subdividir la fachada de forma recursiva en pisos, ventanas, cornisas, balcones, etc. • Las divisiones se pueden realizar de forma absoluta o de forma relativa. • Permite operaciones de repetición relativas (las partes de 5 metros que se pueda quitando las cornisas) • Las coordenadas de texturas se ajustan de forma automática. • Permite varios niveles de detalle dependiendo de la distancia. • Permite operaciones de extrusión y modelado diferentes. • Permite incluir objetos 3D como parte de las reglas. • El ajuste de los objetos 3D se realiza de forma automática.

11. Generador de Terrenos

12. Generador de Terrenos • Genera los modelos 3D de la orografía y terrenos partiendo de información digital. • Información de altimetría a partir de Modelos Digitales de Terreno (DTED1, DTED2, SEU) o información LiDAR. • Textura del terreno a partir de Ortofotos. • Incorpora herramienta de descarga de Google • Visualización con diferentes niveles de detalle.

13. Generador de Interiores

14. Generador de Interiores • Genera los modelos 3D de los diferentes elementos de los interiores de los edificios partiendo de planimetría AutoCAD. • Los datos de partida se organizan en capas • Cada capa genera un tipo de elementos (paredes interiores, puertas, puntos de luz, escaleras, ascensores, etc..) • Los parámetros de cada elemento se cambian en el editor (ej. Tipo de puertas, color de las paredes, etc.) • Interactividad con todos los elementos generados.

15. APLICACIONES • Cualquier aplicación que precise generar escenarios 3D o visualizar datos dinámicos sobre escenarios 3D puede beneficiarse de este sistema. • Ejemplos de aplicaciones: • - Ciudades virtuales • Simulación de operaciones urbanas • Sistemas de control de tráfico • Trazado de Líneas Eléctricas • Trazado de Autovías

16. Ciudades Virtuales

17. Simulación de Operaciones Urbanas

18. Sistemas de Control de Tráfico

19. CONCLUSIONES • Los sistemas tradiciones de modelado de escenarios son demasiado lentos y costosos para las necesidades actuales. • La generación automática de escenarios permite aprovechar toda la información digital disponible. • La generación en tiempo real permite más dinamicidad y menor complejidad en el modelo. • También permite mayor facilidad y rapidez de edición de los escenarios • Permite incorporar nuevas fuentes de datos para enriquecer el escenario