Effetti Visivi Avanzati in CGI: Studio di Compute Shaders e Sistemi di Particelle con Applicazioni a Simulazioni Dinamiche

L’obiettivo principale dell’elaborato è lo sviluppo di un simulatore interattivo di distruzione architettonica basato su OpenGL, che integra modellazione 3D, animazione di personaggi e simulazione fisica avanzata. Il progetto prevede la realizzazione di una scena tridimensionale complessa, popolata da modelli architettonici in formato OBJ importati insieme ai loro materia- li MTL, all’interno della quale un personaggio animato, caricato da modello FBX con supporto per animazione scheletrica, agisce come elemento scatenante per gli eventi distruttivi. L’interazione si basa sul rilevamento delle collisioni tra il personaggio e gli elementi architettonici, meccanismo che innesca automaticamente la transizione dalla loro forma integra ad una versione frammentata, ottenuta tramite l’add-on cell fracture di Blender. La peculiarità tecnica del progetto risiede nell’implementazione di un sistema fisico dual-mode: una versione CPU multi-threaded tradizionale e una versione GPU che sfrutta i compute shader di OpenGL 4.3+ per il calcolo parallelo delle dinamiche di esplosione. Entrambe le implementazioni gestiscono in real-time forze gravitazionali, dispersione esplosiva radiale, attrito aerodinamico e collisioni tra piano e frammenti, permettendo un confronto prestazionale diretto tra architetture di calcolo CPU e GPU per la simulazione fisica di sistemi particellari complessi. Il documento di tesi si apre con una panoramica generale riguardo allo sviluppo dell'informatica all'interno del contesto cinematografico. Segue poi un analisi tecnica riguardante i compute shader e gli aspetti fisico-matematici utilizzati nel progetto. Infine si ha un riassunto di tutti gli aspetti principali sviluppati nel programma e una conclusione riguardante il confronto di prestazioni dei due metodi implementati, arrivando alla conclusione che aumentando il numero di frammenti in scena le prestazioni GPU tendono a migliorare rispetto a quelle CPU.