Implicit felületek sokszögesítése

Konzulens:

Dr. Salvi Péter

Tárgy:

Önálló laboratórium - Szoftverfejlesztés és rendszertervezés specializáció, BSc Info.
Önálló laboratórium 1 - Vizuális informatika főspecializáció, MSc Info.
Önálló laboratórium 2 - Vizuális informatika főspecializáció, MSc Info.

Hallgatói létszám:

Folytatás:

Szakdolgozat / Diplomaterv
PhD
TDK dolgozat

Leírás:

Azokat a felületeket nevezzük implicitnek, amelyeket egy, a tér pontjain értelmezett valós értékű függvény nullhelye határoz meg. Az x²+y²+z² - 1 kifejezés például egy origó középpontú, egység sugarú gömböt reprezentál. Ez a típusú felületreprezentáció számos hasznos tulajdonsággal rendelkezik, és - a grafikai hardverek fejlődésének következtében - a jövőben várhatóan kiemelt szerepet kap a geometriai modellezésben.

A legtöbb alkalmazás azonban jelenleg ezeket nem tudja az eredeti formájukban kezelni, ezért előbb diszkrét sokszöghálóvá kell őket konvertálni. Erre a legismertebb módszer a Marching Cubes [1], ami azonban nagyon rossz minőségű háromszögeket generál, és elmossa az éles éleket, ezzel lehetetlenné téve a geometriai jellemzők approximációját és a fizikai szimulációkat.

Feladatok:

Tanulmányozza a szakirodalomban található megoldásokat a fenti problémára, ld. [2].
Készítsen egy C++ könyvtárat, amely a [3-6] módszerek egyike alapján egy jó minőségű háromszöghálót generál.
Hasonlítsa össze az eredményeket a hagyományos Marching Cubes [1] ill. a Dual Contouring [7] algoritmusokkal^*.

^* Ezekhez a konzulens szolgáltat könyvtárakat.

Ajánlott irodalom:

[1] W.E. Lorensen. H.E. Cline, Marching cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm. ACM SIGGRAPH Computer Graphics, Vol. 21(4), pp. 163-169, 1987.

[2] B.R. de Araújo, D.S. Lopes, P. Jepp, J.A. Jorge, B. Wyvill, A survey on implicit surface polygonization. ACM Computing Surveys (CSUR), Vol. 47(4), pp. 1-39, 2015.

[3] T. Karkanis, A.J. Stewart, Curvature-dependent triangulation of implicit surfaces. IEEE Computer Graphics and Applications, Vol. 21(2), pp. 60-69, 2001.

[4] Y. Ohtake, A.G. Belyaev, Dual/primal mesh optimization for polygonized implicit surfaces. Proceedings of the Seventh ACM Symposium on Solid Modeling and Applications, pp. 171-178, 2002.

[5] M.D. Meyer, P. Georgel, R.T. Whitaker, Robust particle systems for curvature dependent sampling of implicit surfaces. Proceedings of the International Conference on Shape Modeling and Applications, pp. 124-133, 2005.

[6] A. Gelas, S. Valette, R. Prost, W.L. Nowinski, Variational implicit surface meshing. Computers & Graphics, Vol. 33(3), pp. 312-320, 2009.
[7] T. Ju, F. Losasso, S. Schaefer, J. Warren, Dual contouring of Hermite data. Proceedings of the 29th Annual Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques, pp. 339-346, 2002.