Modelat Avançat en 3d

• Professorat
• Hores setmanals
• Competències
• Objectius
• Continguts
• Activitats
• Metodologia docent
• Mètode d'avaluació
• Bibliografia
• Capacitats prèvies

Professorat

Responsable

• Carlos Andujar Gran ( )

Altres

• Alvaro Vinacua Pla ( )
• Oscar Argudo Medrano ( )

Hores setmanals

Competències

Competències Tècniques de cada especialitat

Gràfics i realitat virtual

• CEE1.1 - Capacitat de comprendre i saber aplicar les tecnologies actuals i les que en el futur es facin servir per al disseny i avaluació d'aplicacions gràfiques interactives en tres dimensions, tant quan prevalgui la qualitat d'imatge com quan ho faci la interactivitat o la velocitat, així com comprendre els compromisos inherents i les raons que els ocasionen.

Competències Tècniques Generals

Genèriques

• CG1 - Capacitat per aplicar el mètode científic en l'estudi i anàlisi de fenòmens i sistemes en qualsevol àmbit de la Informàtica, així com en la concepció, disseny i implantació de solucions informàtiques innovadores i originals.

Competències Transversals

Actitud adequada davant el treball

• CTR5 - Tenir motivació per a la realització professional i per a afrontar nous reptes, tenir una visió àmplia de les possibilitats de la carrera professional en l'àmbit de l'enginyeria en informàtica. Sentir-se motivat per la qualitat i la millora contínua, i actuar amb rigor en el desenvolupament professional. Capacitat d'adaptació als canvis organitzatius o tecnològics. Capacitat de treballar en situacions de carència d'informació i/o amb restriccions temporals i/o de recursos.

Raonament

• CTR6 - Capacitat de raonament crític, lògic i matemàtic. Capacitat de resoldre problemes en la seva àrea d'estudi. Capacitat d'abstracció: capacitat de crear i utilitzar models que reflecteixin situacions reals. Capacitat de dissenyar i realitzar experiments senzills, i analitzar-ne i interpretar-ne els resultats. Capacitat d'anàlisi, de síntesi i d'avaluació.

Objectius

1. Entendre els fonaments dels sistemes de modelatge geomètric
   Competències relacionades: CEE1.1, CG1, CTR5, CTR6,
2. Entendre i ser capaç de implementar els esquemes de representació més rellevants per a sòlids.
   Competències relacionades: CEE1.1, CG1, CTR6,
3. Entendre els detalls de la Representació de Fronteres: característiques principals, implementació i consultes/algoritmes bàsics que operen en BReps.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR6,
4. Entendre els detalls dels Models de Descomposició Espacial (voxelitzacions, octrees): característiques, implementació i operacions sobre aquest tipus de representacions.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR6,
5. Entendre els detalls dels Models de Geometria Constructiva de Sòlids (CSG): característiques, implementació, i operacions sobre aquest tipus de representacions.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR6,
6. Ser capaç de implementar scripts (Python) i programes (C++) per resoldre problemes de modelatge geomètric utilitzant diferents esquemes de representació de models 3D.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR5, CTR6,
7. Entendre les tècniques de modelatge procedural, incloent fractals, sistemes L i gramàtiques CGA.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR5, CTR6,
8. Entendre les tècniques de modelatge implícit: camps escalars, algorismes d'extracció de superfícies, metaballs i algorismes associats.
   Competències relacionades: CEE1.1, CTR6,

Continguts

1. Fonaments del modelatge 3D
   Elements d'un sistema de modelatge geomètric. Models de sòlids. Conjunts de punts tancats, acotats i regulars. Superfícies 2-varietat. Nivells d'abstracció en modelatge geomètric.
2. La representació de fronteres (BRep)
   Políedres. Components connexes, cares, bucles, arestes i vèrtexs. Gènere d'una superfície. Equació d'Euler per a políedres. Relacions d'incidència. Creació de models BRep. Operacions booleanes. Corbes i superfícies per a modelatge geomètric
3. Subdivision surfaces
   Superfícies de subdivisió. Interpolació i aproximació. Regla d'actualització. Classificació. Subdivisió Catmull-Clark.
4. CSG models
   Constructive Solid Geometry. CSG trees. Operacions. Test de punt interior a CSG.
5. Space decomposition models
   Voxelizations. Octrees. Classic, Face and Extended octrees. Octree representation. Basic operations on octrees.
6. Implicit modeling
   Scalar fields. Surface reconstruction from scalar fields. Blobby molecules, metaballs and soft objects.
7. Data structures for triangle meshes
   Euler equation for triangle meshes. Face-based, Vertex-based and edge-based representations. The half-edge data structure. APIs for geometry processing.
8. Geometric tests and queries
   Estimating normal and tangent planes at vertices of polygonal meshes. Discrete curvature at mesh vertices. Mesh quality. Non-selfintersection test.
9. Procedural modeling
   Fractals. Lindenmayer systems (L-systems). Stochastic and parametric grammars. Shape grammars. Generative modeling.
10. Geometry acquisition
    Pipeline for the acquisition of 3D models. Technologies. Registration and merge.

Activitats

Activitat Acte avaluatiu

Metodologia docent

Mètode d'avaluació

Bibliografia

Bàsica:

• Computer graphics and geometric modeling - Agoston, M.K, Springer, 2004. ISBN: 1852338180
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003073629706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Complementaria:

• Polygon mesh processing - Botsch, M. [et al.], A K Peters , 2010. ISBN: 9781568814261
  https://discovery.upc.edu/discovery/fulldisplay?docid=alma991003933099706711&context=L&vid=34CSUC_UPC:VU1&lang=ca

Capacitats prèvies