Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
Simulación de modelos deformables: nuevas propuestas y optimizaciones orientadas a sistemas interactivos
Año:2007
Áreas de investigación
  • Lenguaje de programación
Datos
Descripción
Esta Tesis se enmarca dentro de los esfuerzos que se están realizando en el ámbito de la Realidad Virtual (RV) para mejorar la sensación de inmersión de los usuarios de este tipo de sistemas. En esta clase de aplicaciones el usuario puede navegar por el mundo virtual y manipularlo libremente. El carácter interactivo de las aplicaciones de RV requiere de rápidas respuestas ante las acciones de los usuarios sin menoscabar su calidad. Actualmente cada vez hay más demanda de aplicaciones de Realidad Virtual que incorporen objetos elásticos. Las técnicas utilizadas para simular dichos objetos requieren cumplir los requisitos de interactividad antes mencionados. Ya existen aproximaciones al problema del modelado de objetos elásticos en otros campos del conocimiento científico, pero dichas aproximaciones no son aplicables al problema descrito, principalmente porque no son suficientemente eficientes para verificar los mencionados requisitos de interactividad. De este modo, el objetivo principal de esta Tesis es proponer nuevas alternativas que permitan animar objetos elásticos en aplicaciones interactivas dentro de un entorno de RV. Con estas premisas, los modelos propuestos no tienen por qué proporcionar una respuesta precisa pero sí una respuesta que el usuario pueda interpretar como real, es decir, una respuesta plausible. Los métodos propuestos en esta Tesis proporcionarán respuestas plausibles de forma eficiente, permitiendo simular escenas interactivas complejas. Se han propuesto básicamente dos grupos de técnicas para simular objetos elásticos. El primer grupo de técnicas está basado en el modelo masa-muelle y el segundo en elementos finitos. La técnica basada en el modelo masa-muelle se diseñó con el objetivo de lograr una mayor eciencia computacional. Se ha intentado minimizar el número de partículas que componen el modelo mediante una solución basada en un enfoque multirresolución adaptativo. Además, se ha estudiado el resultado de combinar el modelo con un esquema de integración explícito, analizándose el comportamiento de distintos integradores con el objetivo de seleccionar el más adecuado para el modelo. Teniendo en cuenta el mencionado requisito de interactividad, también se han propuesto nuevos modelos basados en el método de los elementos finitos. Con estos modelos se han pretendido solventar las deficiencias observadas en el modelo masa-muelle. Estas aproximaciones al problema son más estables y permiten simular de forma más precisa el comportamiento de una gama más variada de materiales. Las técnicas basadas en elementos finitos formulan el problema desde el punto de vista co-rotacional. Esta formulación permite utilizar tensores lineales en objetos sometidos a grandes deformaciones. Para validar los modelos mencionados en los párrafos anteriores sobre un entorno de RV completamente operativo, se ha diseñado un motor de animación que permita al usuario interactuar con los objetos de la escena y a los objetos interactuar entre sí. En este sentido, también se han realizado aportaciones teóricas que permiten acelerar la etapa de detección de colisiones y mejorar la respuesta háptica mediante un nuevo algoritmo de cálculo de la posición del proxy. I
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Director: Angel Rodriguez Mtnez.de Bartolome (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Departamento: Tecnología Fotónica
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