Subdivision felületek fejlesztése (polár)

Konzulens:
Dr. Vaitkus Márton
Tárgy:
Önálló laboratórium - Szoftverfejlesztés és rendszertervezés specializáció, BSc Info.
Önálló laboratórium - Irányítórendszerek ágazat, BSc Vill.
Önálló laboratórium 1 - Irányítórendszerek főspecializáció, MSc Vill.
Önálló laboratórium 2 - Irányítórendszerek főspecializáció, MSc Vill.
Önálló laboratórium 1 - Vizuális informatika főspecializáció, MSc Info.
Önálló laboratórium 2 - Vizuális informatika főspecializáció, MSc Info.
Önálló laboratórium 1 - Intelligens beágyazott mecha. rendsz. szakir., MSc Mecha.
Önálló laboratórium 1 - Egészségügyi mérnök, MSc Eü.
Önálló laboratórium 2 - Egészségügyi mérnök, MSc Eü.
Önálló laboratórium 1 - Irányító és látórendszerek MSc. főspec.
Önálló laboratórium 1 - Vizuális informatika MSc. főspec.
Önálló laboratórium 2 - Irányító és látórendszerek MSc. főspec.
Önálló laboratórium 2 - Vizuális informatika MSc. főspec.
Hallgatói létszám:
1
Folytatás:
Szakdolgozat / Diplomaterv
PhD
TDK dolgozat
Leírás:
A 3D modellezésben elterjedten használtak az un. subdivision felületek, amik egy kontrollpoliédert finomítanak rekurzív módon. Konkrétabban a poliéderből egy új, finomított poliédert generálunk, aminek csúcsai a korábbiak súlyozott átlagaként adódnak. Megfelelő finomítási szabályok választása esetén belátható, hogy a rekurzió egy folytonos felülethez konvergál és már kevés iteráció után jól közelítjük a végleges felület pontjait. 

Az animációs iparban népszerű un. Catmull-Clark subdivision felületek alapvetően négyszöghálókon operálnak, míg az un. Loop felületek háromszöghálókon. Mindkét esetben igaz, hogy egy csúcsban elvileg tetszőleges számú lap találkozhat. A generált felületek alakja általában szép egyenletes, azonban a tapasztalat az, hogy egy különleges csúcs "vegyértékének" növekedésével a felületi minőség erősen leromlik, a felület egyre egyenetlenebbé válik (ld. lent középen). Különösen problémásak a "gömbölyű" konfigurációk: bebizonyítható, hogy a klasszikus subdivision felületek alakja a nagy vegyértékű csúcsok körül mindig nyereg-jellegű, még erősen gömbölyű kontrollpoliéder esetén is! 



Egy érdekes alternatívát kínálnak az un. poláris subdivision felületek. Ezek vegyítik a négyszög és háromszög lapokat és ahol egy csúcsban háromszögek találkoznak ott különleges, a jól ismert polár-koordináták által motivált szabályokat alkalmaznak: a csúcs körül körkörösen és sugár-irányban egyaránt finomítanak. Az ilyen felületeken kifejezetten előnyösek a magas vegyértékű csúcsok és szép gömbölyű formák tervezése is sokkal könnyebbé válik általuk.



A hallgató feladatai:
1. Ismerkedjen meg a klasszikus [1] és poláris [2],[3] subdivision felületekkel.
2. Készítsen grafikus környezetet, amiben összehasonlítható a különböző felületek minősége.

Szükséges előismeretek: számítógépes grafika, 3D geometria alapjai

Ajánlott irodalom:
[1] DeRose et al.: Subdivision Surfaces in Character Animation. SIGGRAPH '98.
[2] Karciauskas, Peters: Bicubic Polar Subdivision. 2006.
[3] Myles, Peters: Bi-3 C2 Polar Subdivision. SIGGRAPH '09.