Hierarchický model. 1995-2013 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha. pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 16

Podobné dokumenty
Výpočet vržených stínů

Počítačová grafika 2 (POGR2)

Hardware pro počítačovou grafiku NPGR019

Reprezentace 3D scény

Výpočet průsečíků paprsku se scénou

Struktura scény. Petr Felkel Katedra počítačové grafiky a interakce, ČVUT FEL místnost KN:E-413 (Karlovo náměstí, budova E)

Watkinsův algoritmus řádkového rozkladu

Výpočet průsečíků paprsku se scénou

Úvod Typy promítání Matematický popis promítání Implementace promítání Literatura. Promítání. Pavel Strachota. FJFI ČVUT v Praze

Deformace rastrových obrázků

Matematika pro real-time grafiku

Lineární transformace

Geometrické transformace pomocí matic

Základy OpenGL Josef Pelikán CGG MFF UK Praha. OpenGL / 34

Modely prostorových těles

Transformace (v OpenGL)

Reprezentace 3D modelu

Radiometrie, radiační metody

Malířův algoritmus Josef Pelikán CGG MFF UK Praha. 1 / 15

Vektorové grafické formáty

7 Transformace 2D. 7.1 Transformace objektů obecně. Studijní cíl. Doba nutná k nastudování. Průvodce studiem

9 Prostorová grafika a modelování těles

Detekce kolizí v 3D Josef Pelikán KSVI MFF UK Praha

Matematika pro real-time grafiku

Počítačová grafika 1 (POGR 1)

Barevné systémy Josef Pelikán CGG MFF UK Praha

Monochromatické zobrazování

Základy 3D modelování a animace v CGI systémech Cinema 4D C4D

Kristýna Bémová. 13. prosince 2007

Počítačová grafika RHINOCEROS

Transformace (v OpenGL) příklady a knihovna GLM

Souřadnicové prostory

Zobrazování těles. problematika geometrického modelování. základní typy modelů. datové reprezentace modelů základní metody geometrického modelování

13 Barvy a úpravy rastrového

Datové struktury pro prostorové vyhledávání

Rastrová reprezentace

Metamorfóza obrázků Josef Pelikán CGG MFF UK Praha

Úvod do problematiky. Význam počítačové grafiky. Trochu z historie. Využití počítačové grafiky

1.1. Spuštění ArchiCADu Práce s projektem Pracovní plocha 19

Počítačová geometrie I

Co je grafický akcelerátor

11 Zobrazování objektů 3D grafiky

Úvod do problematiky. Význam počítačové grafiky. Trochu z historie. Využití počítačové grafiky

FORMÁTY UKLÁDÁNÍ OBRAZOVÝCH INFORMACÍ VÝMĚNA DAT MEZI CAD SYSTÉMY

Jana Dannhoferová Ústav informatiky, PEF MZLU

Jana Dannhoferová Ústav informatiky, PEF MZLU

PB001: Úvod do informačních technologíı

Kalibrační proces ve 3D

Reprezentace bodu, zobrazení

Zobrazování a osvětlování

KŘIVKY A PLOCHY. Obrázky (popř. slajdy) převzaty od

- obvyklejší, výpočetně dražší - každé písmeno je definováno jako zakřivený nebo polygonální obrys

Datové struktury. Zuzana Majdišová

Katedra informatiky, Univerzita Palackého v Olomouci. 27. listopadu 2013

Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

Transformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.

7. Geografické informační systémy.

5 Algoritmy vyplňování 2D oblastí

2. přednáška z předmětu GIS1 Data a datové modely

MBI - technologická realizace modelu

Generování sítě konečných prvků

3D počítačová grafika na PC Josef Pelikán, MFF UK Praha

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta

Algoritmy výpočetní geometrie

Text úlohy. Která barva nepatří do základních barev prostoru RGB? Vyberte jednu z nabízených možností: a. Černá b. Červená c. Modrá d.

Textury v real-time grafice Josef Pelikán, MFF UK Praha Josef.Pelikan@mff.cuni.cz

Distribuované sledování paprsku

Publikace 3D modelů na webu jazyk VRML

Fakulta informačních technologíı. IZG cvičení 6. - Zobrazování 3D scény a základy OpenGL 1 / 38

CGI. Computer generated imagery Počítačové triky Animované filmy Počítačové hry. Technologické trendy v AV tvorbě, CGI 2

Úvod do GIS. Prostorová data I. část. Pouze podkladová prezentace k přednáškám, nejedná se o studijní materiál pro samostatné studium.

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 6

ROZ1 CVIČENÍ VI. Geometrická registrace (matching) obrazů

6 Objektově-orientovaný vývoj programového vybavení

Připravil: David Procházka. Projekce

Textury a šumové funkce

Rekurzivní sledování paprsku

GIS Geografické informační systémy

Pokročilé osvětlovací techniky Josef Pelikán, MFF UK Praha

Univerzita Pardubice Fakulta ekonomicko-správní. Počítačová grafika a geometrické transformace v rovině a prostoru. Eva Hladíková

Vyplňování souvislé oblasti

8. přednáška z předmětu GIS1 Rastrový datový model a mapová algebra

Visualizace objemových dat

Photon-Mapping Josef Pelikán CGG MFF UK Praha.

GIS Geografické informační systémy

MATURITNÍ OTÁZKY ELEKTROTECHNIKA - POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY 2003/2004 PROGRAMOVÉ VYBAVENÍ POČÍTAČŮ

HDR obraz (High Dynamic Range)

Surfels: Surface Elements as Rendering Primitives

Základní vlastnosti křivek

GEOGRAFICKÉ INFORMAČNÍ SYSTÉMY 3

Úlohy k přednášce NMAG 101 a 120: Lineární algebra a geometrie 1 a 2,

Úvod do mobilní robotiky AIL028

12 Metody snižování barevného prostoru

Vývoj počítačové grafiky. Tomáš Pastuch Pavel Skrbek

Metody analýzy dat I. Míry a metriky - pokračování

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Obsah KAPITOLA 1 13 KAPITOLA 2 33

autorovu srdci... Petr Hliněný, FI MU Brno 1 FI: MA010: Průnikové grafy

Geekovo Minimum. Počítačové Grafiky. Nadpis 1 Nadpis 2 Nadpis 3. Božetěchova 2, Brno

Transkript:

Hierarchický model 1995-2013 Josef Pelikán CGG MFF UK Praha pepca@cgg.mff.cuni.cz http://cgg.mff.cuni.cz/~pepca/ 1 / 16

Hierarchie v 3D modelování kompozice zdola-nahoru složitější objekty se sestavují z jednodušších při modelování se často několikanásobně opakují některé části objektů (stavební prvky, součástky) databáze 3D objektů ve strojírenství a stavebnictví se často používají standardní (normalizované) prvky parametrické modelování jednotlivé instance objektu se mohou mírně lišit 2 / 16

Hierarchické modelování scéna se skládá z objektů objekty se skládají z komponent» komponenty se skládají ze součástek součástky se skládají z... hierarchické modelování je přirozené a efektivní v databázi mohou být uloženy celé knihovny dílů, ze kterých si konstuktér/umělec vybírá další přidružené vlastnosti hierarchické metodiky:» atributy uzlů hierarchie (dědičnost, parametrizovatelnost)» relativní transformační matice (poloha potomka je definována pouze vzhledem k jeho rodičovskému uzlu) 3 / 16

Hierarchický model robota robot modelování hlava tělo paže noha ruka bota palec prst 4 / 16

Strom modelu robota robot zobrazování hlava tělo paže paže noha noha... ruka ruka bota bota prst prst prst palec prst prst prst 5 / 16

Uložení objektu v databázi globální (implicitní) atributy a parametry barva, materiál, přesnost aproximace křivek,... vlastní 3D prvky tělesa, stěny, plochy,... (podle typu modelu) souřadná soustava spojená s objektem lokální hodnoty atributů a parametrů odkazy na použité podobjekty transformační matice (relativní transformace) modi kace parametrů a atributů podobjektu 6 / 16

Reprezentace modelu v paměti převedení acyklického grafu do formy stromu uzel = instance objektu geometrická data se nesdílejí souřadnice vrcholů těles, řídících uzlů ploch,.. podléhají geometrickým transformacím a projekci ~ relativní souřadnice uvnitř objektu - 3D ~ absolutní (světové) souřadnice ve scéně - 3D ~ promítnuté souřadnice - 2D nebo 3D (z = hloubka) ~ souřadnice výstupního zařízení - 2D (celočíselné) 7 / 16

Relativní transformace Transformace listu scény (síť trojúhelníků) do světových souřadnic se skládá z posloupnosti transformací součiny matic i modelové transformace může počítat GPU robot hlava tělo ruka ruka noha noha oko oko rameno loket zápěstí...... T 5 T 7 T 9 T 9 T 7 T 5 palec prst1 prst2 8 / 16

Souřadné soustavy Souřadnice modelu (Object space) Modelovací transformace (Modeling transform) Světové souřadnice (World space) [x,y,z,w] Souřadnice kamery (Eye space) -z Pohledová transformace (View transform) Projekční transformace (Projection transform) -z xy Ořezávací souřadnice (Clip space) xy n f [x,y,z,w] -z xy -z xy 9 / 16

Souřadné soustavy II Ořezávací souřadnice (Clip space) [x,y,z,w] Perspektivní dělení (Perspective divide) Normalizovaný prostor (Normalized device space) [x,y,z] Okénková transformace (Viewport transform) -z Souřadnice v okně (Window space) [x,y,z] xy OpenGL: [-1,-1,-1] až [1,1,1] DirectX: [-1,-1, 0] až [1,1,1] [x,y] z skutečná velikost v pixelech na obrazovce (fragmenty) hloubka kompatibilní s z-bufferem 10 / 16

Souřadné soustavy III souřadnice modelu databáze objektů, ze kterých se skládá scéna 3D modelovací programy (3DS MAX, Maya, Rhino,...) světové souřadnice absolutní souřadnice virtuálního 3D světa vzájemná poloha jednotlivých instancí objektů souřadnice kamery 3D svět se transformuje do relativních souřadnic kamery střed projekce: počátek, směr pohledu: -z (nebo z) 11 / 16

Pole souřadnic (vrcholů, uzlů,..) Objekty na disku Světové souřadnice Různé pohledy na scénu Výstupní zařízení objekt A objekt B vytvoření instancí objektů 3D nebo homogenní projekce, (ořezání) 3D (z=hloubka) 3D (z=hloubka)... (ořezání), viditelnost... paměť 2D (celočíselné) 2D (celočíselné)... 12 / 16

Hierarchické 3D formáty PHIGS(+) (ANSI, ISO) Programmer s Hierarchical Interactive Graphics System OpenInventor, Performer (oba SGI) objektové nadstavby nad OpenGL VRML ( Virtual Reality Modeling Language ) WebSpace (World-Wide Web) OpenSG, X3D, vstupní formáty zobrazovacích programů PoV Ray, RayShade, Radiance, 13 / 16

Graf scény ( scene graph ) scéna je reprezentována stromem (či DAG) vnitřní uzly transformace, změny atributů, skupiny, přepínače, mohou být závislé na čase listy geometrie (vrcholy, normály), světla, materiály, DAG některé listy nebo i celé podgrafy mohou být sdíleny (např. společná geometrie) výsledek je definován průchodem (in-order) grafem vnitřní uzly modifikují parametry, kontext, souřadnou soustavu listy přispívají k vlastnímu výsledku (primitiva scény) 14 / 16

Graf scény Images SGI 15 / 16

Konec Další informace: J. Foley, A. van Dam, S. Feiner, J. Hughes: Computer Graphics, Principles and Practice, 285-346 16 / 16