Surface procédurale: Explorer la génération et l'analyse de textures en vision par ordinateur

Par Fouad Sabry

Qu'est-ce que la surface procédurale

En infographie, une surface procédurale est une représentation d'une surface sous la forme d'une équation mathématique implicite, plutôt que d'une représentation explicite.

Comment vous en bénéficierez

(I) Informations et validations sur les sujets suivants :

Chapitre 1 : Surface procédurale

Chapitre 2 : Lancement de rayons

Chapitre 3 : Modélisation solide

Chapitre 4 : Maillage polygonal

Chapitre 5 : Modélisation de surfaces de forme libre

Chapitre 6 : Réseau irrégulier triangulé

Chapitre 7 : Surface (mathématiques)

Chapitre 8 : Représentation informatique des surfaces

Chapitre 9 : Modélisation 3D

Chapitre 10 : Point de fuite

(II) Répondre aux principales questions du public sur la surface procédurale.

(III) Exemples concrets d'utilisation de la surface procédurale dans de nombreux domaines.

À qui s'adresse ce livre

Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui souhaitent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de surface procédurale.

• Langue: Français
• Éditeur: Un Milliard De Personnes Informées [French]
• Date de sortie: 13 mai 2024

Aperçu du livre

Surface procédurale

Explorer la génération et l'analyse de textures en vision par ordinateur

Fouad Sabry est l'ancien responsable régional du développement commercial pour les applications chez Hewlett Packard pour l'Europe du Sud, le Moyen-Orient et l'Afrique. Fouad est titulaire d'un baccalauréat ès sciences des systèmes informatiques et du contrôle automatique, d'une double maîtrise, d'une maîtrise en administration des affaires et d'une maîtrise en gestion des technologies de l'information de l'Université de Melbourne en Australie. Fouad a plus de 25 ans d'expérience dans les technologies de l'information et de la communication, travaillant dans des entreprises locales, régionales et internationales, telles que Vodafone et des machines commerciales internationales. Actuellement, Fouad est un entrepreneur, auteur, futuriste, axé sur les technologies émergentes et les solutions industrielles, et fondateur de l'initiative One billion knowledge.

Un milliard de connaissances

Surface procédurale

Explorer la génération et l'analyse de textures en vision par ordinateur

Fouad Sabry

Copyright

Surface © procédurale 2024 par Fouad Sabry. Tous droits réservés.

Aucune partie de ce livre ne peut être reproduite sous quelque forme que ce soit ou par quelque moyen électronique ou mécanique que ce soit, y compris les systèmes de stockage et de récupération d'informations, sans l'autorisation écrite de l'auteur. La seule exception est celle d'un critique, qui peut citer de courts extraits dans une critique.

Couverture conçue par Fouad Sabry.

Bien que toutes les précautions aient été prises dans la préparation de ce livre, les auteurs et les éditeurs n'assument aucune responsabilité pour les erreurs ou omissions, ou pour les dommages résultant de l'utilisation des informations contenues dans ce livre.

Table des matières

Chapitre 1 : Surface procédurale

Chapitre 2 : Lancer de rayons

Chapitre 3 : Modélisation solide

Chapitre 4 : Maillage polygonal

Chapitre 5 : Modélisation de surface de forme libre

Chapitre 6 : Réseau irrégulier triangulé

Chapitre 7 : Surface (mathématiques)

Chapitre 8 : Représentation informatique des surfaces

Chapitre 9 : Animation médicale

Chapitre 10 : Point de fuite

Appendice

À propos de l'auteur

Chapitre 1 : Surface procédurale

Une surface procédurale est une représentation d'une surface en infographie qui est une équation mathématique implicite plutôt qu'une représentation explicite de la surface.

Une représentation explicite, par exemple, définit une ligne comme le segment qui est droit et passe par deux emplacements qui ont été spécifiés précédemment. Une surface spécifiée en tant que procédure est appelée surface procédurale.

Une surface décalée, par exemple, peut être considérée comme une représentation procédurale dans les applications de fraisage de conception assistée par ordinateur (CAO) et de fabrication assistée par ordinateur (FAO). Cela est dû au fait qu'il est défini comme la surface qui est à une distance fixe d'une autre surface. Avec un corps 3D, le bord de la silhouette est un autre bord procédural bien connu que l'on peut trouver. Une arête est définie comme l'ensemble des points d'une surface dont la normale de la surface extérieure est perpendiculaire au vecteur de vue. Cette arête est caractéristique d'une surface.

Une illustration supplémentaire d'une surface procédurale est une tache, que l'on peut voir dans des films tels que « The Abyss » dans la scène où la créature composée d'eau tend la main et touche le personnage. La surface est définie comme une surface qui existe lorsque deux points de contrôle ou plus sont orientés de manière à ce que le potentiel de contribution dépasse un seuil spécifique. C'est la définition de la surface. Étant donné que le calcul de ces surfaces procédurales nécessite une puissance de calcul nettement plus importante, elles sont généralement utilisées dans des applications pré-rendues plutôt que dans des applications en temps réel.

Cette méthode est fréquemment utilisée par les chimistes structuraux, et elle a été initialement décrite par van der Waals lorsqu'il tentait d'identifier une région de l'espace dans laquelle la surface équipotentielle de charge électrique avait une valeur fixe.

{Fin du chapitre 1}

Chapitre 2 : Lancer de rayons

La base théorique de la modélisation solide et du rendu d'images 3D CAD/CAM est le ray casting. Cela fonctionne de la même manière que le ray tracing en infographie, où des rayons lumineux virtuels sont « projetés » ou « tracés » à partir du point focal d'une caméra via chaque pixel du capteur de la caméra pour identifier ce qui est visible le long du rayon dans la scène 3D. Scott Roth a inventé l'expression « Ray Casting » alors qu'il travaillait aux laboratoires de recherche de General Motors de 1978 à 1980. Pour une discussion approfondie des techniques de modélisation des solides, reportez-vous à son article, « Ray Casting for Modeling Solids ». L'approche de Roth a été utilisée pour construire un joint en U en utilisant des cylindres et des blocs dans un arbre binaire en 1979.

Avant le développement du lancer de rayons (et du lancer de rayons), les techniques d'infographie projetaient des surfaces ou des bords (tels que des lignes) de l'environnement 3D sur le plan de l'image, où le raisonnement de visibilité devait être utilisé. La projection du monde au plan d'image, également connue sous le nom de projection 3D, transformation affine ou transformation projective (homographie), est une transformation de système de coordonnées homogène 3D. Avec la suppression de la surface/des bords cachés, il est difficile de rendre une image de cette manière. De plus, comme le lancer de rayons crée automatiquement des silhouettes de surfaces courbes, il n'est pas nécessaire de les résoudre manuellement à chaque fois que la vue change.

Comme une ligne se transforme en ligne, le lancer de rayons a considérablement simplifié le rendu d'image des objets et des scènes 3D.

Ainsi, au lieu de rendre les bords et les surfaces courbes de la scène 3D sur le plan de l'image 2D, les éléments de la scène sont traversés par des lignes modifiées (rayons).

Une matrice 4x4 est utilisée pour représenter une transformation de coordonnées homogène.

La méthode mathématique est utilisée en modélisation géométrique et en infographie.

Trois axes sont tournés dans le cadre d'une transformation, d'une mise à l'échelle indépendante des axes, de translations 3D, ainsi que d'une inclinaison.

L'arithmétique matricielle simplifie la concaténation des transformations.

à utiliser avec une matrice 4x4, [X] représente un point, Y, Z, 1] et un vecteur directeur est représenté par [Dx, Dy, Dz, 0].

(La translation est le quatrième terme, qui ne s'applique pas aux vecteurs directeurs.)

L'approche de rendu de lancer de rayons la plus fondamentale utilise l'algorithme géométrique de lancer de rayons. Les méthodes de rendu basées sur le ray tracing convertissent des situations tridimensionnelles en graphiques bidimensionnels en travaillant dans l'ordre des images. Pour échantillonner la lumière (radiance) se déplaçant dans la direction du rayon vers l'observateur, des rayons géométriques sont