Modeling

1
??? ????? 3?? ???
2
? ?

• ??????
• ??
• ??? ??
• Modeling rendering
• ??? ?????
• 3D ??? ??
• ???? ?? ??
• ??? ???? ??
• ??? ??
• ?? ?? ??

3
1. Whats is 3D modeling?

• 3D ??? ????
• ??? ??? ?? ?? ?
• ??
• - ???? ????? ????? ?? ??

4
2. ? ?

• ??? ??
• 3?????? ??? ??
• ???? ??? ??? ???? ????? ??
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• ??? ??? ?? ???? ???
• ??? ??? ????? ??
• ?) ??? ??? ??? ??

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5
??(2)

• ??? ??
• ??? ?? ??? ?? ??
• ?? ??
• ?? ??? ?????? ?????? ??
• (?, ??, ???)

??? ?? ??
6
3. Model? ??

• Wireframe ??
• ????? ?? ?? ?? ??? ???? 2?? ???? 3?? ????? ??? ?
• Surface-based ??
• ?? ???? ?? ??? ??
• ??? ???? ??? ?? ??(??? ????) ?? ????(free-from
  surface)? ???? ?? ???? ?? ??
• Solid ??
• ?? ? ??? ??? ??? ???? ???, ??? ???? ??? ???? ????
  ??? ??
• "?? ??"? ?? ??? ??? ??? ???? ??? ???(Solid) ???? ?

7
Model? ?? (2)
Surface-based ??
Solid ??
Wirefram ??
8
4. Model images and Simulations

• 3D ??? ?? ??
• ??? ??? ?????
• Image ??
• ??? ?? ??? ????? ? ??? ??
• Simulation ??
• ??? ??? ??
• ?) ???? ??? ????? ?? ??

9
Model images and Simulations(2)

• ???
• ????? ??? ??? ?, ???, ???,
• ????, ??? ?? ?? ??? ?? ??
• ??
• ???(Extrusion), ???(lathing)
• ???(beveling), ???(lofting)
• ???? ???,
• ????? ???
• ???? ???
• ??? ???
• Mapping ????, ????, ? ??, ?? ??

10
Model images and Simulations(3)

• Rendering
• ??? ???? ????? ??? ???
• ????? ?(3D data ??? ???? ??)
• ??
• Hidden Line removal
• Hidden Line Wireframe
• Shading ?????? ?
• Flat Shading
• Gouraud shading
• Phong shading
• Ray tracing
• Radiosity

11
Model images and Simulations(4)
Wireframe
Flat shading
Gouraud shading
Radiosity
Ray tracing
Phong shading
12
5. ??? ?????

• ??? 3D ??? ???? ????
• ??
• ??? ?????
• ????? ??? ?? ?? ???? ????
• ????? ??? ??.
• ??? ?????
• ????? ?? ?? ??
• text data? ?? ??? ??? ?? ??
• ??
• 3D ?? digitizing
• ??? ???? ??

13
6. 3D ??? ??

• ???? ??? ?????? ?? ??
• ??? ?? ???? ??? ??
• ???? ??? ?? ????? ?? ??
• ??? ??
• ??,??,??,???? ?? ?? ? ??
• ??? ??? ??? ??
• Display ???? ?? ? ???
• ??? ??? ??

14
3D ??? ?? (2)

• ?? ?? ?? display ??

??? coordinate
local coordinate
?? ?? coordinate
World coordinate
(x, y)
Viewport coordinate
Display ??
15
7. ???? ?? ??

• Computational cost of the model
• ????, ??????(? ??? data ????)
• Display ?? (?? ??? ??? ??? ??)
• ray tracing(?????)
• depth buffer algo.
• Effectiveness in model
• Implementation complexity
• Acquire data

16
???? ?? ?? (2)

• Ray tracing
• ??? ???? ?????? ???? ??? ?? ??
• ??? ??? ???? ??.
• ?? ?? ???. ?? ???? ?? ??.
• ???, ??, ?? ??? ????? ? ??? ?.
• ?? ?? ???? ?? ??
• ?) ?? ?? ?? ???.
• Depth buffer algo
• ??? ?? ??? Z???? ??, ??? ?? ?? ??
• ??? Z?? ???? ???? ???? ????? ???
• ??? ?? ??, ??? ?? ????? ??.
• Z?? ?? ??? ??? ??
• ??? ????? ??? ?? ??? display? ?? ???

17
?? ?? ??

• ??? ???? ?????
• 1. transformation
• 2. Change of detail
• 3. CSG(constructive solid geometry
• 4. Deformation
• 5. Display

18
8. ??? ???? ??

• Transformation
• ??? ???? ??
• translation, rotation, scaling, reflection
• Change of detail
• ????? ??? ? ??? ?? ??
• ??? ????? ???? ??
• ??? ??? ??
• Subsampling, averaging ??? data ??
• Hierarchy(????) ??? ???
• LOD(Level of Detail) display ????? ?? ??

19
??? ???? ?? (2)

• Example of LOD

Ordered from high detail to low detail ???? ? low
detail ?????? ? high detail
20
??? ???? ?? (3)

• CSG(Constructive Solid Geometry Sys.)
• Combination rules for solid
• Each combines two solids
• Results can be used as a new solid
• CSG Tree
• Operation
• union, intersection
• difference

21
??? ???? ?? (4)

• CSG operation

A
B
A
B
Union A B
A
B
Intersection A B
A
Difference A - B
B
CSG tree
22
??? ???? ?? (5)

• Deformation
• ??? data ?? ??? ?? ? ???
• Display ?? ???? ??

? ??? Hidden line removal ? Wireframe ?? 
23
9. ??? ??

• ?? ??? surface model
• 3D??? ??
• ???? ?? ?? ?? ? ??.

24
??? ??(1)

• Quadric surface
• 2?????? ??? object?? class
• ?) spheres, ellipsoids, tori, paraboloids,
  hyperboloids
• Sphere

25
??? ??(2)

• Quadric surface (2)
• Ellipsoid(spherical surface ??)

26
??? ??(3)

• Polygon
• ??? ?????? ???? ?? ???? ?? ?
• ?? 3?? ????? polygon?? ??

????? ??? ??? ?? ? ?? ??
27
??? ??(4)

• Fractal-Geometry Methods
• Natural objects, such as mountains and clouds,
  can be realistically described.

?? ??? ??? ?? ???? ??? ??? ?? 
28
??? ??(5)

• ??
• ????? ??? ??? ?? ????? ???? ??
• ? ??? patch?? ?.
• Patch? ??? control point? ?? ??

The relation ship between the position of
control points and the shape of a patch
Bezier ??
29
??? ??(6)

• Volume rendering
• voxel? ????? ??? ?? rendering?????.
• 3?? voxel data? ???? ??? ???
• ??? ? ????? ??? ? ?? ?
• ??? ?? ??(CT) ??? ?? ??(MRI)
• Vexel
• Small blocks of space

30
??? ??(8)

• Volume rendering? ?

Volume rendering? ?? ?? ?? ? ?? ???
31
??? ??(9)

• Octrees
• Hierarchical tree structure
• Reduce storage storing info. About object
  interiors

Octree? ?? ?
32
??? ??(10)

• Single primitive ???
• ????? ???? ???? ??? ??? ???? ? ??? ? ?? ?? ?
  ????? ???? ???? ?

33
??? ??(11)

• Potential functions
• ? ??? ???? ??? ??? ?? potential ??? field??? ????
  ?
• Potential??? ??,??? ??, field???? ?? ??
• ?? ???, ??? ??? ??? ????

?? ?? ??(?)
34
??? ??(12)

• ??? ???
• ?? ???? 0?? ??
• ? ???? ??? ??, ??, ?? ??
• ??? ????? ?? ??
• ?, ??, ??, ???, ???? ???

??? ??? ??
35
10. ??? ???? ? ????

• ????
• Manual digitization ??
• 2?? ?? ?????? ??? ??

???????? ?? 3?? ??
????????? ?? 3?? ??
???????? ?? 3?? ??
36
??? ???? ? ????(2)

• ????(2)
• Semi-automated data acquisition
• 3?? digitizer? ??? ?? 3?? ?? ??

37
??? ???? ? ????(3)

• ????(3)
• ??? ??? ???(?? ???? ???)
• ?? ??
• ???? ??? ?? ???? ??
• ???? ??? ??? data map ??
• 3D data? ??
• mesh ???.

???? ??? 3???? ???
?????? ?? ?? ?
?? ??