ALMA MATER STUDIORUM – UNIVERSITA’ DI BOLOGNA Seconda Facoltà di Ingegneria Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica UN METODO MULTILIVELLO PER LA SEMPLIFICAZIONE DI MESH POLIGONALI DA SCANNER 3D Relatore: Tesi di Laurea di: Prof. Ssa Serena Morigi Luca Guerra Co-relatore: Ing. Marco Rucci Sessione I Anno Accademico 2011-2012
Sommario Mesh poligonali Acquisizione mesh da scanner 3D Semplificazione di mesh poligonali Algoritmo di semplificazione proposto Conclusioni
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)
Mesh poligonali Videogames Giocattoli Medico Industriale Topografia
Struttura mesh poligonali Strutture formate da: Vertici Edge (lati) Facce faccia lati vertici
Acquisizione modelli tridimensionali da scanner 3D
Esempi di mesh acquisite 28954 vertici 42926 facce 341571 vertici 419957 facce
Esempi di mesh acquisite 368145 triangoli 197430 punti 13348 vertici 20095 facce Mesh acquisite con Scanner Laser 3D - NextEngine
LOD (Level of Detail) 10,108 facce 1,383 facce 474 facce 46 facce
LOD Overhead intollerabile!
Simplify Algorithm
Istogramma creato per la mesh Mucca: 23216 facce, 34824 edge.
Algoritmo Simplify sm iterazioni OUT_ITS iterazioni Smoothing Decimation sm iterazioni OUT_ITS iterazioni
Smoothing Algorithm
Smoothing Applica l’operatore p-Laplaciano discretizzato Diverso dal “normale” smoothing Accorpa vertici in aree ad alta curvatura
Effetto smoothing Originale p = 0 p = 1 p = 0.1 p = 2
Solo smoothing
Decimation Algorithm
Decimation 2 possibili approcci selezionabili: Sorting degli edge Controllo lunghezza edge Applicazione dell’edge collapse sull’edge scelto.
Edge Collapse Edge da collassare
Solo decimation
Smoothing + Decimation
Simplify 52122 facce,78183 edge 26048 facce, 39072 edge Originale 50% 70% 90%
Simplify 101446 facce, 52169 edge 30430 facce, 45645 edge Orig. 50% 70% 50718 facce, 76077 edge 5070 facce, 7605 edge 10142 facce, 15213 edge 95% 90%
Simplify 99.5% 502 facce, 753 edge
Simplify 51784 facce, 77676 edge 25888 facce, 38832 edge Orig. 50% 70% 2584 facce, 3876 edge 5176 facce, 7764 edge 90% 95%
Simplify 56184 facce, 84276 edge 33712 facce, 50568 edge Orig. 50% 70% 5616 facce, 8424 edge 11232 facce, 16848 edge 90% 95%
Simplify 11600 facce, 17400 edge 23216 facce, 34824 edge Orig. 50% 70% 90%
Simplify Orig. 50% 70% 90% 54300 facce, 81450 edge
Simplify 14332 facce, 21498 edge 20476 facce, 30714 edge 30% Orig. 50% 70%
Meshlab vs Simplify Distanze di Hausdorff
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
Grazie per l’attenzione Fine Grazie per l’attenzione