Fizikai szimuláció geometriai módszerekkel

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 modellek animációja, akár játékokban, akár filmekben ma már gyakran viszonylag valósághű fizikai szimuláción alapul. A mérnöki számításokhoz használt numerikus szimulációs módszerek (pl. végeselemek) bár pontos eredményt adnak, igen komoly számításigénnyel is bírnak. A valósidejű animációkhoz elterjedten használt alternatívák, mint pl. a Pozíció-Alapú Dinamika (Position-Based Dynamics, PBD) hatékonyságának gyakran a fizikai valósághűség látja kárát. Az elmúlt években megjelentek olyan új módszerek, mint pl. a Projektív Dinamika,  amelyek valósághűsége a végeselemekkel, hatékonysága a PBD-vel mérhető össze. Ezek a módszerek a fizikai szimulációt általában valamilyen hatékonyan megoldható, szemléletes geometriai optimalizációs problémára vezetik vissza.



A hallgató feladatai:
  1. Ismerkedjen meg a geometriai-alapú fizikai szimuláció alapjaival [3] és a Houdini szoftverrel.
  2. Implementáljon egy Projektív Dinamikán alapuló szimulációs tesztkörnyezetet Houdini segítségével, először tömeg-rugó rendszerekre [1], majd valósághűbb rugalmassági modellekre [2].
  3. (Opcionális) Vizsgáljon meg további geometriai-alapú szimulációs módszereket.
Hivatkozások:
[1] Liu et al: Fast Simulation of Mass-Spring Systems. SIGGRAPH Asia 2013 (Videó: [LINK])
[2] Bouaziz et al.: Projective Dynamics: Fusing Constraint Projections for Fast Simulation. SIGGRAPH 2014 (Videó egyetemi IP-ről letölthető)
[3] Liu, Tiantian: Projective Dynamics/Simulation. SGP 2021 Graduate School.

Ajánlott előismeretek: Téma iránti érdeklődés. Fizikai és matematikai alapismeretek. Python nyelv ismerete ajánlott.