UN METODO MULTILIVELLO PER LASEMPLIFICAZIONE DI MESH

POLIGONALI DASCANNER 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. Ssa Serena Morigi

Luca Guerra Co-relatore:

Ing. Marco Rucci

SommarioMesh poligonali

Acquisizione mesh da scanner 3D

Semplificazione di mesh poligonali

Algoritmo di semplificazione proposto

Conclusioni

Mesh poligonaliMetodo 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 poligonaliStrutture formate da:• Vertici• Edge (lati)• Facce

faccia

lati

vertici

Acquisizione modelli tridimensionali da scanner 3D

Esempi di mesh acquisite

28954 vertici42926 facce

341571 vertici419957 facce

Esempi di mesh acquisite

Mesh acquisite con Scanner Laser 3D - NextEngine

368145 triangoli 197430 punti

13348 vertici20095 facce

LOD (Level of Detail)

10,108 facce 1,383 facce 474 facce 46 facce

LOD

Overhead intollerabile!

Simplify Algorithm

Istogramma

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

Algoritmo Simplify

OUT_ITS iterazioni

sm iterazioniSmoothing

Decimation

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 = 0.1p = 1

p = 2

Solo smoothing

Decimation Algorithm

Decimation2 possibili approcci selezionabili:• Sorting degli edge• Controllo lunghezza edgeApplicazione dell’edge collapse sull’edge scelto.

Edge Collapse

Edge da collassare

Solo decimation

Smoothing + Decimation

Simplify

Originale 50%

70% 90%

52122 facce,78183 edge 26048 facce, 39072 edge

15628 facce, 23442 edge 5204 facce, 7806 edge

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

Simplify

99.5%

502 facce, 753 edge

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

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

Simplify

Orig.

70% 90%

50%23216 facce, 34824 edge

11600 facce, 17400 edge

6960 facce, 10440 edge

2316 facce, 3474 edge

Simplify

Orig. 50% 70% 90%

54300 facce,81450 edge

27148 facce, 40722 edge

16284 facce, 24426 edge

5428 facce, 8142 edge

Simplify

Orig.

50% 70%

30%

20476 facce, 30714 edge

14332 facce, 21498 edge

10236 facce, 15354 edge

6140 facce, 9210 edge

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

FineGrazie per l’attenzione