Projekt Micarpet Projektbericht - artecLab - Universität Bremen

Projekt MiCarpet Projektbericht
Matrixnotationen In der Matrixnotation wird ein Punkt V durch Translation, Skalierung und Rotation
wie folgt transformiert:
V ′ = V + D
V ′ = S V
V ′ = R V,
wobei D ein Translationsvektor ist, S und R Skalierungs- bzw. Rotationsvektoren.[?] S.17
Des Weiteren existieren auch Objekte, welche aus mehreren “Unterobjekten“ zusammengesetzt sind.
Hier müssen zusätzlich zu den Informationen der Unterobjekte ihre Lagebeziehungen gespeichert werden.
Auch ein komplettes Szenario setzt sich so zusammen.
13.2 Verfahren der Modellerstellung
Neben dem oben angesprochenen polygonalen Modellen gibt es auch noch Modelle, denen andere Modellierungsmethoden
zugrunde liegen. Einige der Methoden werden nachfolgend aufgelistet und kurz
beschrieben:
• NURBS (Non Uniform Rational Basic [Spline??]) sind Freiformflächen, mit deren Hilfe komplexe
Objekte auf einfache Weise erstellt werden können. Im Gegensatz zu [Polygon??]en, entstehen
bei NURBS keine »Polygonalen« Kanten. Die Detailstärke der Darstellung des Modells
ändert sich dabei auch bei stärkster Vergrösserung nicht.
Da NURBS nur Flächen darstellen, werden sie häufig mit der CSG (Constructive Solid Geometry)
kombiniert, um Festkörper zu erzeugen. Durch die Kombination beider Verfahren sind Festkörper
in allen Variationen möglich.
NURBS werden vor allem zur Konstruktion von Fahrzeugen oder anderen technischen Dingen
verwendet. Durch Abrundungs-Funktionen lassen sich so sehr schnell komplexe und realistische
Körper erstellen.
• CSG (Constructive Solid Geometry) bezeichnet die Festkörpergeometrie. Über einfache Grundkörper,
die durch Boolesche Operationen verschmolzen oder voneinander abgezogen werden, sind
einfache Objektkonstruktionen möglich. Da nur einfache Grundkörper wie Würfel oder Kugeln
zur Verfügung stehen, sind die Möglichkeiten sehr begrenzt. Um die Einschränkungen etwas aufzuheben,
werden meist auch Rotationskörper oder ähnliches unterstützt.
• Metaball werden verwendet, um organisch anmutende Körper oder auch Flüssigkeiten zu generieren
und zu simulieren. Der Name Metaballs kommt daher, dass Körper aus kugelförmigen
Gebilden zusammengesetzt werden, die wie Wasser- oder Quecksilbertropfen zusammenschmelzen.
Ein Metaball ist definiert als ein Punkt, der von einem (ungerichteten) Feld umgeben ist, das
mit der Entfernung abnimmt.
Mit Metaballs lassen sich schnell organische Körper und Oberflächen erzeugen. So kann z.B.
eine menschliche Hand erzeugt werden, indem die Metaballs der Finger in Gruppen aufgeteilt
werden, damit sie nicht verschmelzen. Allerdings ist es sehr schwer, präzise Formen und Objekte
wie technische Gegenstände oder ähnliches zu modellieren.
Für die Modellierungs-Gruppe wurden neben den NURBS zwei Methoden der Modellerstellung verwendet,
welche im folgenden Abschnitt genauer beschrieben werden.
6. Januar 2005 Seite 118