Progettazione e sviluppo di un Sistema di LOD Adattivo basato su Tessellazione Hardware e Geometry Shader

Nelle moderne applicazioni interattive, come videogiochi e simulazioni virtuali, il rendering di scene 3D complesse richiede un’attenta gestione delle geometrie per mantenere un buon equilibrio tra qualità visiva e prestazioni. La diffusione di queste applicazioni anche su sistemi con potenza limitata rende utile adattare dinamicamente il dettaglio della scena in base alle esigenze di visualizzazione. In questo contesto è stato sviluppato un sistema di Level of Detail (LOD) dinamico per il rendering in tempo reale, con l’obiettivo di bilanciare qualità grafica e performance. Sono stati impiegati Tessellation e Geometry Shader per generare e trasformare la geometria dinamicamente sulla GPU, evitando il caricamento statico di mesh e riducendo il carico sulla CPU. È stata realizzata un’applicazione in C/C++ basata su OpenGL 4.6, con GLFW e GLAD, in grado di generare scenari naturali e urbani con geometrie che aumentano di complessità in base alla distanza dalla telecamera. Sono state implementate tessellazione adattiva e generazione procedurale di dettagli come vegetazione e oggetti di scena, arricchendo l’ambiente senza penalizzare il frame rate. L’applicazione gestisce anche un modello animato rigged, la cui posizione viene utilizzata come ulteriore punto di riferimento per il calcolo del LOD della scena. La validazione del sistema è stata condotta tramite test prestazionali, misurando il frame rate in due scenari differenti e confrontando i risultati con diverse tecniche: caricamento statico della geometria, gestione del LOD su CPU e rendering con suddivisione massima costante. I risultati mostrano che l’approccio proposto mantiene elevati gli FPS e una qualità visiva stabile anche su dispositivi meno performanti, ottenendo un compromesso più efficace tra dettaglio e prestazioni rispetto alle soluzioni alternative.