An Algorithm for Approximating Catmull-Clark Subdivision Surfaces and Its Application to Terrain Rendering
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Author
Date
2004
Department
Major/Subject
Vuorovaikutteinen digitaalinen media
Mcode
T-111
Degree programme
Language
en
Pages
12+72
Series
Abstract
Tässä työssä esitellään parametristen pintojen esitysmuotojen teoriaa ja niiden soveltuvuutta maaston mallinnukseen ja renderöintiin tarkastellaan. Erityisesti käsittelyssä ovat Bézier-pinnat ja Catmull-Clark-alijakopinnat. Osoittautuu, että kumpikaan näistä esitysmuodoista ei ole riittävä reaaliaikaiseen maaston renderöintiin. Bézier-muodolla on ongelmia pinnan jatkuvuudessa ja Catmull-Clark-algoritmi puolestaan ei sovellu hyvin nykyisille grafiikankiihdyttimille. Työssä kuvaillaan uusi algoritmi Catmull-Clark pintojen approksimointiin. Algoritmi pystyy muuntamaan mielivaltaisen Catmull-Clark polygoniverkon joukoksi Bézier-pintalappuja. Approksimaatio vastaa Catmull-Clark-alijakopintaa lähes kaikkialla, paitsi alkuperäisen polygoniverkon epätavallisten pisteiden läheisyydessä. Algoritmi yhdistää molempien esitysmuotojen hyvät puolet. Polygoniverkolla voi olla mielivaltainen topologinen rakenne. Bézier-muoto puolestaan mahdollistaa alijakopinnan renderöinnin reaaliajassa. Työssä esitetään myös kuinka approksimointialgoritmin tulosta voidaan parannella. Sileät Bézier-pintalaput poikkeutuspinnoitetaan käyttäen ohjelmallista tekniikkaa ja niiden pinnalle projisoidaan pintakuvia renderöityjen kuvien realismin parantamiseksi. Työssä esitetty uusi pintakuvien sekoitusfunktio mukailee luonnollisten materiaalivaihdosten ulkonäköä. Mallia parannetaan vielä käyttämällä normaalikuvatekniikkaa, jolla saadaan aikaan pientä vaihtelua pinnan normaaleihin. Lopuksi työssä kuvaillaan liukuhihna maastonrenderöintiin. Liukuhihnan tärkeimmät osat, Catmull-Clark-approksimointialgoritmi ja normaalikartoituksen piste- ja pikseliohjelmat, annetaan ohjelmalistauksina.Description
Supervisor
Savioja, LauriThesis advisor
Salo, PetteriKeywords
computer graphics, tietokonegrafiikka, parametric surface representations, parametriset pinnan esitysmuodot, Bézier surfaces, Bézier-pinnat, Catmull-Clark subdivision surfaces, Catmull-Clark-alijakopinnat, terrain rendering, maaston renderöinti, displacement mapping, poikkeutuspinnoitus, normal mapping, normaalikuvatekniikka
