Preobražaj objekata
Postupak - opis objekata

 

Uvod

Postupak

Opis objekata

Preobražaj

Prikaz objekata

Rezultati

Programi

Literatura

 

Funkcijama raspršenog skupa točaka mogu se opisati glatke 2D konture ili 3D površine.

Postupak definiranja objekata u 2D prostoru:

Zadaju se rubne točke (crveno na slici). Svim rubnim točkama se pridijeli vrijednost 0. Ova vrijednost označava da kroz te točke prolazi kontura koju opisujemo.

Svaka rubna točka ima pripadnu točku normale (označene žuto). Točkama normale se pridjeljuje mala pozitivna vrijednost i smješta ih se od rubne točke prema unutrašnjosti krivulje.

Time je određen raspršeni skup točaka. Potrebno je odrediti takvu funkciju f(x) koja će u svim rubnim točkama poprimati vrijednost 0, a u svim točkama normale malu pozitivnu vrijednost. Funkcija mora za bilo koju vrijednost unutar krivulje davati pozitivnu vrijednost, a izvan krivulje negativnu.

Na drugoj slici vidi se funkcija raspršenog skupa točaka f(x), za objekt sa prve slike. Funkcija je prikazana u 3D prostoru, tako da je za treću koordinatu uzeta vrijednost točke. Bijelom bojom su označene točke sa pozitivnom vrijednošću. Vrijednosti točaka unutar krivulje variraju, što je vidljivo iz pojedinih blagih izbočenja na krajevima i u središtu objekta X. Vidljivo je kako funkcija nema oštrih vrhova, što će se pokazati kao odlično svojstvo za preobražaj objekata.

Treća slika prikazuje objekt kada se odaberu samo točke koje se nalaze unutar krivulje.

Postavlja se pitanje kako konstruirati prethodno opisanu implicitnu funkciju f(x). Za konstruiranje funkcije f(x) koristi se metoda interpolacije raspršenog skupa točaka (engl. scattered data interpolation) koristeći radij-funkcije.

Jednadžba funkcije f(x):

(1)

cj - zadane točke (rubne točke i točke normale)
dj - težinski koeficijenti
P(x) - polinom prvog stupnja kojim se opisuje konstantni linearni pomak čitave površine
x - točka za koju se traži vrijednost funkcije

Odabir radij funkcije ovisi o prostoru u kojem se radi:

za 2D,

za 3D,

 

Budući da smo zadali rubne točke i točke normale, vrijedi

, gdje je h vrijednost pojedine točke. (2)

Još je samo potrebno odrediti težinske koeficijente dj i koeficijente polinoma P. Koristeći jednadžbu (1) i (2), postavlja se sustav n jednadžbi sa n nepoznanica u obliku:

(3)

Za rješavanje sustava može se koristiti npr. metoda Gaussove eliminacije ili metoda LU dekompozicije. Kada se dobiju nepoznanice, odnosno težinski koeficijenti dj i koeficijenti polinoma P, koristeći ove koeficijente, definirane rubne točke i točke normale, prema jednadžbi (1), moguće je odrediti vrijednost bilo koje točke u prostoru, što znači da smo dobili traženu funkciju f(x).

 

Postupak definiranja objekata u 3D prostoru:

Objekti se u 3D prostoru određuju na potpuno isti način kao i u 2D prostoru, samo što se u sustav dodaje još jedna prostorna koordinata. Ručno unošenje rubnih točaka i točaka normale ne bi bilo praktično u 3D prostoru. Zbog toga se mogu koristiti objekti zapisani u 3D datotekama (npr. 3ds, ply, obj itd...).

na vrh
FER | e-mail