Techniky procedurálního modelování v počítačové grafice

školitel: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: II_SIMI, II_TS, II_PRAK
klíčová slova: procedurální modelování, počítačová grafika, programování, vizualizace
odkaz: http://saint-paul.fjfi.cvut.cz
popis: Řada objektů nebo scén má na první pohled velmi složitou geometrii, kterou však lze alespoň přibližně popsat relativně jednoduchými formálními pravidly nebo algoritmy. Jako příklad lze uvést rostliny nebo celé ekosystémy (louka, les), hornatý terén, oblaky, rozvlněnou vodní hladinu, města s pravoúhlou sítí ulic, lidský dav atd. Tyto objekty a scény často mají do jisté míry fraktální povahu. Chceme-li vytvořit jejich počítačový model, je možné analyzovat jejich strukturu a navrhnout algoritmus, který (často s využitím rekurze a náhodnosti) tento model automaticky vygeneruje. Tomuto přístupu se říká procedurální modelování, které obecně má dvě fáze:

1. V první fázi jde o vygenerování abstraktního popisu objektu (např. strom se skládá z kmenu, větví, listů, květů atd.) s použitím vhodného formalismu (např. D0L systémy), který se uloží do odpovídající datové struktury.
2. Následně jsou tato data použita pro vytvoření samotné geometrie objektu a k jeho otexturování.

Nakonec je nutné objekt vhodným způsobem vizualizovat (vyrenderovat), případně jej uložit do formátu, který bude možné zpracovat dostupnými vizualizačními nástroji nebo knihovnami. V současnosti existuje nepřeberné množství algoritmů procedurálního modelování. Téma je vhodné pro kreativní studenty matematické informatiky nebo softwarového inženýrství, kteří jsou schopni samostatně studovat literaturu, vyhledávat si zdroje, a zároveň je baví programování. Lze si vybrat libovolný typ objektu, udělat si přehled o metodách jeho procedurálního modelování, implementovat nejprve ty základní a dále je vylepšovat s použitím literatury i vlastních nápadů. Při práci student využije a zdokonalí své dovednosti z matematiky, programování, teoretické počítačové grafiky, stejně jako vlastní fantazii. Mimo to by si měl procvičit správné postupy při tvorbě softwarového projektu.
literatura: [1] Prusinkiewicz, P., Lindenmayer, A. The Algorithmic Beauty of Plants. Springer-Verlag, 1990. ISBN 978-0387972978.

[2] Kelly G., McCabe H. A Survey of Procedural Techniques for City Generation. ITB Journal (14), 2006, pp. 87-130.

[3] Smelik R. M., de Kraker K. J., Tutenel T., Bidarra R., and Groenewegen S. A. A Survey of Procedural Methods for Terrain Modelling. In Proceedings of the CASA Workshop on 3D Advanced Media In Gaming And Simulation (3AMIGAS), Amsterdam, The Netherlands, June 2009.
naposledy změněno: 21.08.2014 16:26:56

za obsah této stránky zodpovídá: Ľubomíra Dvořáková | naposledy změněno: 12.9.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky