Oblast istraživanja: 3D modelovanje i vizuelna percepcija modelovanih struktura
Tema istraživanja: Optimizacija poligonalnih modela i njen uticaj na vizuelnu jasnoću istih
Stanje u oblasti: Pojednostavljenje poligona je način transformisanja poligonalne 3D strukture u jednostavniju verziju. Poligoni su najpopularnija osnova za crtanje u računarskoj grafici. Specijalizovani grafički hardveri mogu ih renderovati prilično brzo zbog njihove matematičke jednostavnosti, dok poligoni mogu približno predstaviti bilo koji model. Prilikom modelovanja takve 3D strukture treba voditi računa o geometriji modela tako da ne dođe do deformacija (preklapanje poligona i slično). Tokom redukovanja broja poligona složene figure, a u cilju njene prepoznatljivosti, neophodno je utvrditi optimalan broj poligona za svaki deo strukture posebno. Ukoliko se ta figura posmatra kao jedno telo, određeni delovi mogu u potpunosti da se izgube ili deformišu pošto ne podržavaju redukciju istog broja poligona kao ostatak figure.
Tradicionalne metode pojednostavljenja imaju tri nedostatka. Prvo, ne mogu precizno locirati delove koje treba pojednostaviti. Drugo, ograničene su na pojednostavljivanje jednog 3D objekta sa kontinuiranom površinskom mrežom, a ne skupom mreža, pri čemu se javlja prethodno navedeni problem. Treće, te metode ne koriste informacije o ljudskoj percepciji da bi pokrenule operacije pojednostavljenja, tako da rezultati ne mogu da budu u skladu sa pravilom ljudske percepcije, a modeli izvedeni tim metodama teško obezbeđuju kontinuitet vizuelnog efekta.
Polje koje je usko povezano sa pojednostavljenjem poligonalnog MESH-a, jeste geometrijska kompresija. Umesto pokušaja da se proizvedu jednostavniji prikazi poligonalnog modela, geometrijska kompresija se fokusira na minimiziranje zahteva za skladištenje datog MESH-a, budući da ono predstavlja problem kod složenijih modela.
Reference:
- Level of Detail for 3D Graphics – by David Luebke, Martin Reddy, Jonathan D. Cohen, Amitabh Varshney, Benjamin Watson, Robert Huebner
- http://www.cs.unc.edu/~dm/UNC/COMP258_Fall99/LECTURES/luebke.pdf
- http://www.cs.unc.edu/techreports/96-016.pdf
- https://www.researchgate.net/profile/Zhiqiang-Du/publication/228818413_PERCEPTION-DRIVEN_SIMPLIFICATION_METHODOLOGY_OF_3D_COMPLEX_BUILDING_MODELS/links/53f982c30cf2e3cbf56041d0/PERCEPTION-DRIVEN-SIMPLIFICATION-METHODOLOGY-OF-3D-COMPLEX-BUILDING-MODELS.pdf
Inspiracija:
- Pantone chair – redizajnirana od strane Rema Kolhasa
- https://chairlines.edu.uy/project/lo-res-chair/
- https://www.dezeen.com/2010/07/08/lo-res-by-united-nude/
Problemi: Kako postići minimalan broj poligona tako da renderovanje bude brže i da modelovana struktura bude prepoznatljiva posmatraču? Ako je model sastavljen iz više delova, kako utvrditi optimalan broj poligona za svaki pojedinačno?
Cilj: Uspostaviti pristup koji omogućava optimalnu redukciju broja poligona, uz očuvanje vizuelne prepoznatljivosti modela
Hipoteza: Postoji određeni prag broja poligona ispod kog model gubi vizuelne karakteristike po kojima ga posmatrač razaznaje
Kriterijumi: Vizuelna jasnoća modela ocenjena od strane posmatrača; poređenje između različitih nivoa poligonalne kompleksnosti i poređenje tog modela sa originalnim, glatkim;
Metode: Metoda modelovanja 3D objekata sa različitim brojem poligona; uporedna vizuelna analiza; anketa među posmatračima; statistička obrada rezultata