Uvod

Mrezenje in s tem razdeljevanje povrsin na manjse in enostavnejse elemente je ze dolgo uveljavljena praksa v vseh podrocjih racunalniske grafike. ze sama predstavitev z zicnatimi modeli zahteva razdelitev na vsaj nekaj osnovnih elementov. Najbolj se je v praksi uveljavila razdelitev na trikotne elemente, ki ima prednosti pred elementi visjega reda zaradi nedvoumno dolozljivo normalo elementa v prostoru, prilagodljivost zahtevnim robovom. Trikotniki so osnovni elementi, saj jim ni mogoce zmanjsati reda ne da bi degenerirali v za eno dimenzijo (ploskev degenerira v crto). Za trikotnike ni potrebno uporabiti posebnih algoritnov pri razunanju preseka z drugimi elementi. To je posebno ugodno pri metodi sledenja zarku, kjer racunamo presek premice in trikotnika. Podobno velja tudi za metodo zarcenja, kjer je potrebno racunati faktorje zarcenja in normale.

Digitalizacija obstojecih modelov in kasnejsa rekonstrukcija iz niza tock ravno tako zahteva generiranje mreze iz mnozice diskretnih tock. Proces pri rekonstrukciji prostorskih modelov je naslednji:

1. Zajem podatkov s prostorskim digitalizatorjem, ki je lahko na osnovi ultrazvoka, laserskega, opticnega ali mehanicnega daljinomera. Zaradi raznovrstnosti vhodnih modelov in omejitev pri zajemu, zajete tocke na povrsini nimajo ekvidistantne mreze.

     
   Figure 1: Digitalizacija tock objekta
   

2. Struktuiranje podatkov in generiranje mreze, ki je primerna za nadaljno uporabo. Pri tem je potrebno paziti predvsem na generiranje numericno cimmanj zahtevnih elementov, ki nedvoumno popisujejo digitalizirane povrsini in ne vnasajo singularnosti pri kasnejsi obdelavi. Tu se najveckrat uporabijo trikotni elementi za katere pa je potrebno izbrati ustrezno mrezo.

     
   Figure 2: Zajete tocke
   

3. Analiza podatkov in zmanjsevanje stevila elementov. Povrsine je potrebno lociti in popisovati posamicno. Po locitvi lahko naredimo detekcijo topologije, saj so elementi lahko tudi enostavne zgradbe (krog, pravokotnik).

     
   Figure 3: Generiranje optimalne mreze
   

4. Modeliranje. Generiranje prostih povrsin je osnova za popis volumna, ki ga lahko obdelujemo naprej v CAD modelirnikih.

Proces rekonstrukcije pa ni samo enosmeren, saj je pri vsakem delu potrebno nazdorovati kvaliteto pretvorbe in prilagoditi proces zahtevanim tolerancam, ki dajo zeljen rezultat.

Metoda zarcenja je nadvse popularna metoda za racunalnisko sintezo slike, zaradi zmoznosti generiranja realisticnih slik . Razvoj metode je narekoval progresivno zgoscevanje mreze, ki daje dobre rezultate v uporabnem casu. Kasnejse razsiritve metode so vkljucile se zrcalne odboje, saj je osnovna metoda zarcenja predvsem dobra za popis difuznih povrsin.

Skupno vsem metodam zarcenja je predstavitev povrsin scene z mrezo stirikotnikov in trikotnikov. Za vsak element mreze se racuna zarenje in prispevek ostalih elementov. Za zmanjsanje racunske zahtevnosti se je uveljavila dvo-nivojska adaptivna delitev mreze, ki jo je formuliral Cohen s sodelavci. Povrsina se razdeli na zlepke, ki se uporabijo za grobi izracun osvetlitve prostora. Potem se zlepki ponovno razdelijo na elemente, ki delujejo kot sprejemniki svetlobe iz grobe resitve. Elemnenti dajejo resitve za koncni proces pri sestavljanju slike.

Prednost te resitve je v tem, da je mozno delitev nadaljevati adaptivno tam, kjer se odkrijejo velike spremembe zarenja, ne da bi pri tem bilo potrebno ponoviti izracun zarenja celotnega zlepka. To pomeni, da je mozno zamo z adaptivnim zgoscevanjem mreze izboljsati resitev na mestih, ker je to potrebno.

 
• Mrezenje