3D Object

Modeling

표현, 획득, 조작, 분석 

다양한 객체 표현을 위한 다양한 방법이 있다.

다양한 것인가?

획득
렌더링
조작
애니메이션
분석

 

3D 객체 표현의 선택은 알고리즘에 큰 영향을 미칠 수 있다.
데이터 구조가 알고리즘을 결정한다.

Point Cloud

무수히 많은 3D점들을 찍은 것이다.

Range Image

이미지의 깊이를 픽셀에 메핑해서, 3D포인트를 놓는다.

Point Sample Rendering

일반적인 순서이다.

색상, 깊이 및 정상 정보를 포함하는 밀도 높은 표면 점 샘플 세트로 구성된 객체 표현

Polygon Soup

구조화되지 않은 폴리곤 집합

• 많은 폴리곤 모델은 폴리곤의 목록일 뿐입니다.
• 각 삼각형에 대해 세 개의 좌표만 저장합니다.
• 연결에 대한 정보 없음

장점 : 아주 간단하다

단점 : 중복되는 부분이 있다.

메타버스가 Digital Twin를 이용한 것이다.

Curved Surfaces(곡면)

폴리곤 메시보다 더 간결한 표현해야 한다.

정확한 경계 표현이 필요하다.

Mesh

서로 연결할 수 있다.

Subdivision Surface

곡선에 순서를 주어서, 점점 곡선의 형태로 만든다.

Parametric Surface

파라미터 함수 표현

• x = fx (u, v)
• y = fy (u, v)
• z = fz (u, v)

ellipsoid (타원)

각 패치는 point에 의해 정의됩니다.
연속성을 유지하기 위해 제약을 둔다.

Implicit Surfaces

파라미터 함수 표현

f(x, y, z) = 0 -> 음함수 표현

linear (plane)

• ax + by + cz + d = 0

Ellipsoid (타원)

Solids

내부가 꽉찬 모델이다.

Voxels

도형을 일정한 조각으로 분할 한 것을 Voxel이라고 한다.

각 Voxel은 solid object의 속성을 가지고 있다.

• Occupancy
• Color
• Density
• Temperature

Quadtrees & Octrees

2d Quad tree -> 4분할

3d Octree -> 8분할

Quadtree

Binary Space Partitions (BSPs)

Constructive Solid Geometry (CSG)

• 합집합
• 차집합
• 교집합

Surface of Revolution

공간의 축을 중심으로 선 또는 평면과 같은 2차원 도면요소를 회전시킨다.

Sweep surfaces

3-D 표면은 공간의 궤도를 따라 line, polygon 또는 curve와 같은 도면요소를 따라가면서 얻습니다.

-> 기하학적 모델링에서 자주 사용된다.

closed polygon 과 curves는 sweeping 변환을 통해 생성한다.

예)

정사각형 또는 직사각형.
- 직선 경로를 통해 병렬 파이프 생성
- 직선 경로 실린더의 원
- 회전도 가능하다

높은 레벨의 구조

Scene Graph

Skeleton

골격을 나타낸 것이다.

Application Specific

3D 표현 분류법

고급 모델링

• 절차 모델링
  
  • 프랙탈 모델링(절차적 모델링)
  • 문법 기반 모델링
• 입자계
• 물리적 기반 모델링