Celem kursu jest prezentacja kilku najważniejszych koncepcji stosowanych w popularnych narzędziach modelujących typu 3D Studio Max, Maya, Blender oraz w produkcji gier komputerowych. Nie będzie o jednak w żadnym razie kurs takich narzędzi. Punktem ciężkości jest przyswojenie przez słuchacza teoretycznych podstaw konstrukcji algorytmów modelujących i następnie ich implementacja w jakimś efektywnym języku programowania. W efekcie słuchacz uzyska teoretyczne podstawy do konstrukcji i rozwijania oprogramowania modelującego, jak i nauczy się korzystać z kilku popularnych bibliotek typu CGAL i OpenMesh.
W skrócie materiał kursu przedstawia się następująco:
- Modelowanie parametryczne –
kilka rodzajów krzywych i powierzchni o wzrastających cechach jakościowych, kumulujących się w w powierzchniach
NURBS. Operacje na krzywych i powierzchniach: podział i łączenie z żądanymi własnościami w punkcie łączenia,
modyfikacja - zwiększenie szczegółów (podwyższanie stopnia) oraz upraszczanie kształtu (redukcja stopnia), \
obcięcie przez okno/bryłę widzenia z zachowaniem typu obiektu, rzutowanie przez kamerę 3D (równoległą, perspektywiczną),
reparametryzacja (naturalna w zastosowaniach animacyjnych)
- Modelowanie siatkowe –
różne efektywne struktury danych dla siatek wielokątów, konstrukcja siatek z chmury punktów (w szczególności metody triangulacji), algorytmy wygładzania siatek (z kumulantą w koncepcjach opartych na operatorze Laplace’a-Beltramiego), metody deformacji siatek, metody naprawy uszkodzonych powierzchni, metody redukcji i zagęszczania siatek, metody deformacji siatek.
- Modelowanie typu subdivision – efektywne techniki modelowania szeroko stosowane w większości produkcji
filmowych wytwórni Disney i DreamWorks Animation. Łączą one precyzję modeli parametrycznych z efektywnością modeli
siatkowych. Podstawowe schematy subdivison: Doo-Sabin, Catmull-Clark, non uniform, Loop, Butterfly, √3, Honeycomb,
Convexity Preserving Interpolatory, 4-8 Meshes.
- Modelownie niejawne (implicit surfaces) –
techniki wykorzystywane przede wszystkim w modelowaniu zjawisk fizycznych (np. ogólnie rozumiany fluid simulation) jak również w konstruowaniu powierzchni o nietrywialnej definicji i topologii. Powierzchnie są reprezentowane jako warstwice funkcji na dziedzinie 3D. Podstawowe typy reprezentacji: analityczna, oparta o funkcje bazowe oraz oparta na próbkowaniu na siatce regularnej.
- Modelowanie proceduralne –
dotyczy ono przede wszystkim modelowania „zjawisk” przyrodniczych: rzeźba terenu, modelowanie chmur, płynów itp. Jedną z ważniejszych koncepcji jest tutaj ogólnie rozumiane modelowanie fraktalne, a także modelowanie hierarchiczne oparte na bazach falkowych (wavelets). W kursie zostaną pokazane co najmniej fraktalne metody generowania terenu oraz falkowe metody hierarchicznej reprezentacji brył.
|
