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Sistemi Multimediali II

Lezione 8: meshes. Università dell’Insubria Facoltà di Scienze MFN di Varese Corso di Laurea in Informatica Anno Accademico 2004/05. Sistemi Multimediali II. Marco Tarini. Mesh triangolare (o mesh simpliciale). facce. vertici. spigoli (o edges ).

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Presentation Transcript

  1. Lezione 8: meshes Università dell’Insubria Facoltà di Scienze MFN di Varese Corso di Laurea in Informatica Anno Accademico 2004/05 Sistemi Multimediali II Marco Tarini

  2. Mesh triangolare (o mesh simpliciale) facce vertici spigoli (o edges) • Una mesh è un insieme di triangoli adiacenti M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 2/40

  3. Caratteristiche topologiche di una mesh • Two Manifold ("varietà due") o no • se si ogni edge è condiviso da al max due faccie • two manifold = bene • non two manifold = male • molti algoritmi su mesh richiedono che la mesh sia two- manifold NO SI M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 3/40

  4. Caratteristiche topologiche di una mesh • Chiusa o aperta • se chiusa, ogni edge è condivisoproprio due faccie M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 4/40

  5. Caratteristiche topologiche di una mesh • Orientabile, non orientabile • è possibile assegnare un orientamento ad ogni faccia coerentemente? • orientabile = normali coerenti! 1 1 3 2 3 2 senso opposto, edge coerente M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 5/40

  6. Come definisco una mesh? • Una mesh è un insieme di triangoli adiacenti • Come la definisco? • Modo diretto: • un vettore di triangoli • e per ogni triangolo tre vertici • e per ogni vertice tre coordinate • Piuttosto poco efficiente M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 6/40

  7. Come definisco una mesh? • Modo indexed • Lista ordinata di vertici • per ogni vertice la posizione • Lista ordinata di facce • per ogni faccia, 3 indici di vertici M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 7/40

  8. E gli attributi? • Posso definirli: • per vertice • scrivo un attributo dopo ogni vertice • per faccia • scrivo un attributo dopo ogni faccia • per wedge (vertice di faccia) • scrivo tre attributi dopo ogni faccia • Attributi più comuni: • colore • coordinate texture M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 8/40

  9. Esempio: formato PLY • E' un formato digitale per mesh • Puo' essere in binario, o in ASCII (testo) • binario: più compatto e veloce da leggere • ascii: umanamente leggibile con un editore di testo • In ogni caso, comincia con un header in ASCII M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 9/40

  10. Esempio: formato PLY • Esempio: cubo.ply ply format ascii 1.0 comment proprio un cubetto element vertex 8 property float x property float y property float z element face 12 property list uchar int vertex_indices end_header M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 10/40

  11. Esempio: formato OFF # facce # edges # vertici prima faccia: 4 vertici: con indici 3,2, 1 e 0 indice 0 x,y,z 2ndo vert indice 1 indice 2 indice 3 • Esempio: LetteraL.ply OFF12 10 400 0 03 0 03 1 01 1 01 5 00 5 00 0 13 0 13 1 11 1 1 1 5 10 5 14 3 2 1 04 5 4 3 04 6 7 8 94 6 9 10 114 0 1 7 64 1 2 8 74 2 3 9 84 3 4 10 94 4 5 11 104 5 0 6 11 M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 11/40

  12. Mesh: task comuni • Data una mesh: • magari appena caricata • trovare il bounding box • utile ad esempioper translare e scalarel'oggetto opportunamente • come si fa? • (si itera sui vertici: trovare il max e il min di tutte le x, le y e le z) M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 12/40

  13. Mesh: task comuni • Data una mesh: • magari appena caricata • trovare le normali per vertice • come si fa? • 1 azzerare tutte le norm x vertice • 2 iterare ogni faccia: • trovare normale • normalizzare normale • aggiungere normale al vertice • 3 iterare ogni vertice: • normalizzarlo M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 13/40

  14. Task più difficili • Bounding sphere • Stripification • Parametrizzazione • Simplificazione automatica • Detail recovery • ... M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 14/40

  15. Task più difficili • Stripification • suddividere i triangoli in triangle strips • più lunghe possibile • perche? M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 15/40

  16. Task più difficili • Parametrizzazione • assegnare una coppia di coordinate texutread ogni vertice • ci sono seams • replicare i vertici • memorizzale le text coord per wedge v u M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 16/40

  17. Task più difficili • Semplificazione automatica • parametri: • un errore massimo • o un numero di facce obiettivo automaticamente mesh originale 500K triangoli mesh semplificata 2K triangles M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 17/40

  18. Semplificazione automatica p e r f o r m a n c e q u a l i t y M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 18/40

  19. Semplificazione automatica Una piramide di Livelli di Dettaglio LOD 2 LOD 3 LOD 4 LOD 1 usare quando visto da lontano usare quando visto da vicino M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 19/40

  20. Detail preservation(o texture for geometry) • Idea: • sintetizzare una tessitura • per ripristinare il dettaglio perso durante la semplificazione M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 20/40

  21. TESSITURA fatta apposta detail recover rendering sempre duemila triangoli, ma con texture mapping 500mila triangoli semplificazioneautomatica 2mila triangoli M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 21/40

  22. semplificato ma con tessitura 2K triangles originale 500K triangles simplified 2K triangles M a r c o T a r i n i ‧ S i s t e m i M u l t i m e d i a l i I I ‧ 2 0 0 4 / 0 5 ‧ U n i v e r s i t à d e l l ’ I n s u b r i a - 22/40

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