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UN METODO MULTILIVELLO PER LA SEMPLIFICAZIONE DI MESH POLIGONALI DA SCANNER 3D ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITA DI BOLOGNA Seconda Facoltà di Ingegneria.

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1 UN METODO MULTILIVELLO PER LA SEMPLIFICAZIONE DI MESH POLIGONALI DA SCANNER 3D ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITA DI BOLOGNA Seconda Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Sessione I Anno Accademico 2011-2012 Relatore: Tesi di Laurea di: Prof. S sa Serena Morigi Luca Guerra Co-relatore: Ing. Marco Rucci

2 Sommario Mesh poligonali Acquisizione mesh da scanner 3D Semplificazione di mesh poligonali Algoritmo di semplificazione proposto Conclusioni

3 Mesh poligonali Metodo più diffuso per rappresentare superfici tridimensionali in computer grafica. Approssimano superfici continue. Ottenibili attraverso varie tecniche: – Tramite punti (scanner 3D,fotogrammetria,dati territoriali..) – Tramite superfici (algoritmi di tassellazione) – Tramite volumi di dati (poligonalizzazione)

4 Mesh poligonali Videogames Giocattoli Medico Industriale Topografia

5 Struttura mesh poligonali Strutture formate da: Vertici Edge (lati) Facce faccia lati vertici

6 Acquisizione modelli tridimensionali da scanner 3D

7 Esempi di mesh acquisite 28954 vertici 42926 facce 341571 vertici 419957 facce

8 Esempi di mesh acquisite Mesh acquisite con Scanner Laser 3D - NextEngine 368145 triangoli 197430 punti 13348 vertici 20095 facce

9 LOD (Level of Detail) 10,108 facce 1,383 facce 474 facce 46 facce

10 LOD Overhead intollerabile!

11 Simplify Algorithm

12 Istogramma Istogramma creato per la mesh Mucca: 23216 facce, 34824 edge.

13 Algoritmo Simplify OUT_ITS iterazioni sm iterazioni SmoothingDecimation

14 Smoothing Algorithm

15 Smoothing Applica loperatore p-Laplaciano discretizzato Diverso dal normale smoothing Accorpa vertici in aree ad alta curvatura

16 Effetto smoothing Originalep = 0 p = 0.1 p = 1 p = 2

17 Solo smoothing

18 Decimation Algorithm

19 Decimation 2 possibili approcci selezionabili: Sorting degli edge Controllo lunghezza edge Applicazione delledge collapse sulledge scelto.

20 Edge Collapse Edge da collassare

21 Solo decimation

22 Smoothing + Decimation

23 Simplify Originale 50% 70% 90% 52122 facce,78183 edge26048 facce, 39072 edge 15628 facce, 23442 edge5204 facce, 7806 edge

24 Simplify Orig.50% 70% 90% 95% 101446 facce, 52169 edge 50718 facce, 76077 edge 30430 facce, 45645 edge 10142 facce, 15213 edge 5070 facce, 7605 edge

25 Simplify 99.5% 502 facce, 753 edge

26 Simplify Orig.50% 70% 90%95% 51784 facce, 77676 edge 25888 facce, 38832 edge 15528 facce, 23292 edge 5176 facce, 7764 edge 2584 facce, 3876 edge

27 Simplify Orig. 50%70% 90% 95% 112384 facce, 168576 edge 56184 facce, 84276 edge 33712 facce, 50568 edge 11232 facce, 16848 edge 5616 facce, 8424 edge

28 Simplify Orig. 70% 90% 50% 23216 facce, 34824 edge 11600 facce, 17400 edge 6960 facce, 10440 edge 2316 facce, 3474 edge

29 Simplify Orig.50% 70%90% 54300 facce, 81450 edge 27148 facce, 40722 edge 16284 facce, 24426 edge 5428 facce, 8142 edge

30 Simplify Orig. 50%70% 30% 20476 facce, 30714 edge 14332 facce, 21498 edge 10236 facce, 15354 edge 6140 facce, 9210 edge

31 Meshlab vs Simplify Distanze di Hausdorff

32 Conclusioni Obiettivi della tesi raggiunti Qualità visiva delle mesh ottenute paragonabile a quella ottenuta con Meshlab In termini quantitativi manca ancora qualcosa Ottimo prototipo Ampi margini di miglioramento

33 Fine Grazie per lattenzione


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