8. Mathematische Modellierung von Objekten
8.3. Modellierung von Punktewolken
8.3.1.
Begriffserklärung
Punktewolken sind Mengen diskreter Werte, die vollständig
oder überwiegend in einer gewissen Umgebung liegen.
In der Computergrafik: ungeordnete Menge an Punkten in
einem kartesischen Koordinatensystem.
8.3. Modellierung von Punktewolken
• geringer inhaltlichen Zusammenhang
• Kein Verbund von Punkten (keine Flächen)
• Keine vorgegebene Reihenfolge
Schlussfolgerungen
8.3.2.
Eigenschaften
• Objekte besitzen keine Oberfläche
Keine Nutzung von Texturen
• Objekte besitzen keine Flächennormalen
Keine Lichtberechnung möglich
Farbe jedes Punktes muss definiert sein
• Eng zusammenliegende Punkte bilden Punktehaufen
Bildung solider (gefüllter) Objekte möglich
• Jeder Punkt wird gerendert (kein Culling, da keine
Oberflächen vorhanden)
8.3. Modellierung von Punktewolken
8.3.3.
Anwendungsgebiete
Bildung solider, gefüllter Objekte:
• Medizinische Computergrafik
(Computer Assisted Surgery [CAS])
• Automobil-Bereich
Punktehaufendarstellung:
• Voxelgrafik (Voxel = Volume Pixel)
• Partikelsysteme
8.3. Modellierung von Punktewolken
8.3.4.
Programmierung
[…]
#define M 4
//Größe des Objekts
#define ABSTAND 0.1
//Abstand der Einzelpunkte
//Zeichne Punkte
glBegin(GL_POINT);
{
int x,y,z;
for(int i=0; i<100; i++)
{
// pro Durchgang: erhöhe den Tiefenwert; Baue Objekt erst Spalten-
// dann Zeilenweise auf.
z=i%M; x=((int)(i/M))%(M*M); y=(int)(i/(M*M));
// Setze Farbwert
glColor4f(0.0f, 0.12f, 0.75f, 0.8f);
// Setze Position
glVertex3f(ABSTAND*x, ABSTAND*y, ABSTAND*z);
}
}
glEnd();
[…]
8.3. Modellierung von Punktewolken
Vorteil: Bewegung in das Objekt möglich
8.3.5.
professionelle Generierung von
Punktwolke-Objekten
• Aufwand manueller Generierung schon bei kleinen
Objekten aufwendig
Technische Punkteerfassung:
• 3D Kamera-Aufnahmen
• Laserscans solider Objekte
• Magnetresonanz-Aufnahmen
• Röntgen-Aufnah