3D felületek javítása inverz rendereléssel

Konzulens:
Dr. Vaitkus Márton
Tárgy:
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.
Önálló laboratórium - Szoftverfejlesztés és rendszertervezés specializáció, BSc Info.
Önálló laboratórium - Irányítórendszerek ágazat, BSc Vill.
Hallgatói létszám:
1
Folytatás:
Szakdolgozat / Diplomaterv
PhD
TDK dolgozat
Leírás:
Forrás: [1]

A számítógéppel segített geometriai tervezés egyik alapvető feladata, hogy esztétikus, egyenletes felületeket definiáljon. Egy spekuláris jellegű pl. autókarosszéria-elemen a fényvisszaverődés alapján szabad szemmel is könnyen megállapítható, ha a felülete nem egyenletes. A gyakorlatban az esztétikai  szempontból fontos felületek formáját ún. fényvonalak (reflection lines, vagy isophotes) segítségével minősítik. A cél, hogy a fényvonalak egyenletesen, éles törések és hirtelen változások nélkül oszoljanak el a felületen minden lehetséges nézeti irányból.


Forrás: W. Jakob

A felületek térbeli alakját közvetlenül a fényvonalak alapján hangolni komoly szakértelmet igényel. Azonban már ennek automatizálására is lehetőség nyílt az inverz (vagy más néven: differenciálható) renderelés segítségével. Ez lényegében a klasszikus, számítógépes grafikából ismert képalkotási folyamat megfordításán alapul: a 2D képen látni kívánt változások hatását "számoljuk vissza" a 3D geometriára (tkp. a neurális hálók tanítására használatos backpropagation módszer mintájára). Ez egy gyorsan fejlődő terület, amire ma már praktikus könyvtárak is rendelkezésre állnak, mint pl. a Pytorch3D, vagy a Mitsuba3. 

A hallgató feladatai:
  1. Ismerkedjen meg a kapcsolódó elméleti háttérrel és szoftverekkel.
  2. Implementáljon egy prototípust a fent megfogalmazott feladathoz.
Hivatkozások:
[1] Tosun et al.: Shape Optimization Using Reflection Lines. SGP 2007.

Előismeretek:
Számítógépes grafikai alapismeretek, Python és/vagy C++ nyelv ismerete