computación gráfica tema 1 representación y modelado de objetos tridimensionales dr. jorge...

Computación GráficaComputación GráficaTema 1Tema 1

Representación y modelado Representación y modelado de objetos tridimensionalesde objetos tridimensionales

Dr. Jorge Ernesto RodríguezE-mail: [email protected]

Universidad de CaraboboFacultad de Ciencias y Tecnología

Introduccion a la Computacion GraficaIntroduccion a la Computacion Grafica 22

Com

pute

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Computación Gráfica o Síntesisde imagen por computador :

Escena 3D Representación 2D

Procesamiento de Imágenes:

Imagen 2D

Vision por computador:

Información de una realidad 3D

Imagen 2D

Imagen 2D


Geometric Modeling

Geometric Design

Solid Modeling

Volume Visualization

Com

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r G

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1D-based Alg.

2D-based Alg.

3D-based Alg.

Surfacerendering

Direct volumerendering

Image Synthesis

Realistic

Unrealistic – Polygonal rendering

Ray tracing

Radiosity


Pipeline de visualización de Pipeline de visualización de gráficos 3Dgráficos 3D

Modelaciónde la escena

DespliegueRenderingProyección

Ocultamiento de superficies,Iluminación y sombreadoTexturas, etc.


Representación Poligonal

Funciones implícitas

CSG: Geometría Constructiva de sólidos

Técnicas de subdivisión espacial

Representación y modelación de Representación y modelación de objetos tridimensionalesobjetos tridimensionales

Principales esquemas de representación de objetos 3D

Parches paramétricos



Representación PoligonalRepresentación Poligonal

Piecewise linear approximation (Aproximación lineal a trozos)

Verticesx1,y1,z1x2,y2,z2….xn,yn,zn

Carasv1,v3,v2v2,v4,v5v5,v6,v7…

Boundary RepresentationB-Rep




#Vertices #carasx1,y1,z1x2,y2,z2….xn,yn,zn1 2 31 3 44 3 5…

P1P4

P3

P2

Cilindro.off

P5




Ventajas: Desventajas:

“Infinita” capacidad de modelado

La unidad básica es elemental

La representación es independiente del objeto

Eficientes algoritmos de visualización y sombreado (tanto en software como en hardware

La exactitud del modelo es inversamente proporcional a su eficiencia

Solo hay información de la frontera del objeto

No hay condiciones generales sobre la forma del objeto



¿¿Como generar modelos poligonalesComo generar modelos poligonales??

Digitalización manual o automática (scanners 3D)




A partir de un modelo matemático




Extrusión y sólidos de revolución


Rendering de Rendering de representación representación poligonalpoligonal

Proyección de triángulos + Alg. de superficies ocultas

(Z-buffer) + método de sombreado



Geometría constructiva de sólidosGeometría constructiva de sólidos

A B

C-

-

CSG Tree


Ventajas: Desventajas:Representación y

modelación en la misma estructura

Facilidad para modelar intuitivamente

Permite representar sólidos

Se puede automatizar la fabricación el objeto

Rendering del objeto final no siempre es veloz

Limitaciones para ciertas conexiones




Rendering de CSGRendering de CSG

1. CSG ray tracing2. Conversión a

representación de voxel y aplicación de técnicas de volume rendering

3. Usando una versión adaptada de Z-buffer



Funciones implícitasFunciones implícitas


Rendering de funciones implícitasRendering de funciones implícitas

1. Ray tracing2. Obtención de una

representación poligonal y rendering de modelos poligonales



Parches parametricosParches parametricos

http://http://www2.mat.dtu.dk/people/J.Gravesen/cagd/decast.html

)()()1()(1

1

1ttttt bbb

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Dados: tEbbb ny ,...,,

3

10

curva. la sobre puntoun es )( Luego, .)(0

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ib tt bbn

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http://http://www2.mat.dtu.dk/people/J.Gravesen/cagd/decast.html


Rendering de superficies Rendering de superficies parametricasparametricas

Verdadera Utah Teapot

1. Ray trancing adaptado a parches de bezier

2. Obtención de un modelo poligonal y rendering de modelos poligonales



Subdivisión espacialSubdivisión espacial


Estrategias de Rendering Estrategias de Rendering Rendering de voxelizacionRendering de voxelizacion

Surface rendering(Técnicas basadas en superficies)

Direct volume rendering(Técnicas por proyección directa

del volumen)



Otros: fractales, gramaticas, particulas, Otros: fractales, gramaticas, particulas, modelos deformables, etc.modelos deformables, etc.


Representación vs. Técnica de Representación vs. Técnica de modeladomodelado

RepresentaciónRepresentación Área de EstudioÁrea de Estudio

Mallados PoligonalesMallados Poligonales Rendering de escenas Rendering de escenas 3D3D

CSGCSG Solid ModelingSolid Modeling

Parches parametricosParches parametricos CAGDCAGD

Subdivisión espacialSubdivisión espacial Volume VisualizationVolume VisualizationSurface renderingSurface rendering

Direct volume renderingDirect volume rendering

Geometricmodeling

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