Procedural modeling and realism in computer graphics

Abstract

Jedním z cílů počítačové grafiky je vytváření realistických obrázků. Tento realismus je mimo jiné podmíněn dostupností kvalitního obsahu a možností real- ismus tohoto obsahu ověřit. Realismus a především realismus v procedurálním modelování ale bohužel nejsou v současné literatuře dostatečně zastoupeny. V důsledku toho se právě na tato dvě témata zaměřujeme. Zkoumáme definice obecného realismu v počítačové grafice a také zavádíme teoretický rámec pro uvažování a diskuzi o realismu v procedurálním modelování. Abychom tento teor- etický rámec doplnili konkrétními daty, předkládáme uživatelskou studii realismu procedurálně generovaných budov. V ní zjišťujeme, že realismus této konkrétní třídy procedurálních modelů je obsažen v různých škálách obrazu a docházíme k závěru, že si autoři procedurálních pravidel pro budovy musejí všímat ne- jen drobných detailů, ale také celkového tvaru generovaných modelů. Nakonec popisujeme metodu pro generování procedurálních silničních sítí ve městech a jejich okolí. Za pomoci simulace dopravy a poznatků přejatých z existující lit- eratury necháváme města růst v průběhu simulovaného času. Výsledná města jsou utvářena srůstem menších silnic...

One of the long-standing goals of computer graphics is to generate realistic imagery. This realism is predicated, among other things, on having access to high- quality content to display, and being able to verify its realism. Unfortunately, realism and especially realism in procedural modeling are under-represented in current literature. Consequently, we address these two topics by investigating the definitions of general realism in computer graphics and by providing a basic framework for thinking and talking about realism in procedural modeling. In or- der to provide this framework with initial tangible data, we present a user study of the realism of procedural buildings. We find that realism of this specific class of procedural models is carried on different scales and conclude that authors of procedural rules for buildings need to beware of not only the fine details, but also the overall shape of the generated models. Finally, we present a method for growing procedural road networks in and close to cities. We use a traffic simula- tion and adapt existing research to grow cities over time. The cities are formed by letting several meaningfully positioned smaller settlements' minor roads grow in step with additional major roads. As a result, we are able to generate cities with rich, complex and realistic...