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
