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
Medico
Giocattoli
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
Istogramma creato per la mesh Mucca: 23216 facce,
34824 edge.
Algoritmo Simplify
OUT_ITS
iterazioni
Smoothing
Decimation
sm
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
15628 facce, 23442 edge
50%
5204 facce, 7806 edge
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
90%
95%
Simplify
99.5%
502 facce, 753 edge
Simplify
51784 facce,
77676 edge
25888 facce,
38832 edge
Orig.
5176 facce,
7764 edge
15528 facce,
23292 edge
50%
90%
70%
95%
2584 facce,
3876 edge
Simplify
56184 facce, 84276 edge
33712 facce,
50568 edge
112384 facce,
168576 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%
2316 facce,
3474 edge
6960 facce,
10440 edge
70%
90%
Simplify
Orig.
54300 facce,
81450 edge
50%
27148 facce,
40722 edge
70%
16284 facce,
24426 edge
90%
5428 facce,
8142 edge
Simplify
14332 facce, 21498 edge
20476 facce, 30714 edge
Orig.
30%
6140 facce, 9210 edge
10236 facce, 15354 edge
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
Fine
Grazie per l’attenzione