Leandro Cruz

O problema central deste trabalho é pensar em como podemos utilizar informações extraidas de fotografias para ajudar os processos de modelagem e visualização de terrenos. Nessa seção abordaremos, em particular, o problema de modelagem de terrenos. Inicialmente, vamos dividir as técnicas de modelagem de terrenos em duas categorias:

• Métodos procedurais;
• Métodos baseados em Sketches.

Uma categoria de métodos procedurais, muito utilizada na modelagem de terrenos, utiliza uma abordagem fractal para gerar a superfície do terreno. Uma abordagem simples para geração de uma curva fractal é subdividir um segmento de reta no meio e adicionar uma pertubação neste ponto, cuja amplitude diminui de acordo com a dimensão fractal da curva. Abaixo mostraremos um exemplo de oito iterações deste processo, em uma curva com dimensão fractal 0.9.

  

  

  

  

A dimensão fractal da curva é o parametro que determina o nível de variação da curva. Abaixo segue um exemplo aonde a dimensão da curva varia de 0.1 à 1.0 (aumentando 0.1 a cada iterção):

  

  

  

  

  

Benit Mandelbrot foi o primeiro a observar que a silhueta de uma cadeia de montanhas assemelha-se a uma curva fractal. Os exemplos abaixo mostram essa semelhança.

  

  

Essa semehança pode ser extendida para superfície que modelam terrenos. Isso deve-se ao fato que além das silhuetas, a geometria de muitos relevos assemelham-se a superfícies fractais. Desta forma um problema interessante, ao qual podemos relacionar a análise de fotografias ao processo de modelagem de terrenos é tentar descobrir qual é a dimensão fractal de um terreno visualizado em uma foto e gerar um modelo com essa dimensão, e portanto com caracteristicas semelhantes. O esquema abaixo mostra um exemplo de duas curvas geradas, cuja dimensão fractal assemelha-se a dimensão fractal da silhueta do relevo presente na respectiva imagem.

  

  

Além da abordagem fractal, também existem outros métodos procedurais que poderiam ser parametrizados por informações extraidas de imagens. Alguns exemplos são métodos procedurais baseados em simulações~físicas baseadas em calor ou movimentos hidráulicos.

Outra categoria de métodos de modelagem de terreno são os baseados em sketches. Podemos dividir os sketches para a especificação de terrenos segundo o ponto de vista desenhado. Desta forma há os sketches de uma vista frontal, como a silhueta e algumas características de um relevo como falésias, cursos de água, etc; e os sketches de uma vista superior, como as bases dos relevos, cumes de morros, vales, rios, etc. Neste trablho analisamos algumas possibilidades referentes às silhuetas e às bases de relevos.

Como supracitado existem vários métodos que modelam relevos a partir de sua silhueta. Dessa forma, podemos relacionar esses métodos com o tema desta pesquisa. Podemos extrair essas curvas de uma fotografia e usa-las para modelar um terreno semelhante ao visualizado na imagem. As imagens abaixo mostram exemplos de silhuetas extraidas em duas imagens.

  

Outro exemplo de curvas que podem ser extraidas de imagens são as bases. Segundo a concepção do autor dessa pesquisa, é possivel definir três resoluções de terrenos: os continentes, os biomas e os relevos. Dessa forma, podemos classificar as curvas de base como curvas continentais, fronteiras de biomas e bases de relevos (ou cursos de rios). As imagens abaixo mostram exemplos destes tipos de curvas.

  

  

  

Abaixo segue um exemplo de aplicação que procura modelar um terreno baseando-se nas resoluções definidas anteriormente. As curvas extraidas em uma imagem podem ser utilizadas como entrada para essa aplicação.

Desta forma podemos concluir que, tendo bons algoritmos para extrair curvas como silhuetas ou bases de uma imagem, pode-se conseguir gerar automaticamente um terreno com propriedades semelhantes a de um terreno real.