3D-s számítógépes geometria

3D Computer Geometry

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

—

Hatályosság vége:

—

Tantárgy neve (magyarul, angolul)

3D-s számítógépes geometria

3D Computer Geometry

Tantárgykód

BMEVIIIAV01

Tantárgyjelleg

—

Képzési szint

—

Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves)

Kurzustípus	elmélet	gyakorlat	laboratóriumi gyakorlat
óraszám (heti)	2	0	0
jelleg (kapcsolt/önálló)	—	—	—

Tanulmányi teljesítmény/értékelés típusa

vizsga

Tantárgy kreditértéke

Tantárgyfelelős

DR. Szirmay-Kalos László

beosztás: egyetemi tanár

elérhetőség: szirmay-kalos.laszlo@vik.bme.hu

Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység

—

Kar

Tantárgy weboldala

http://cg.iit.bme.hu/portal/node/312

Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege

—

Közvetlen előkövetelmények – Erős előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Gyenge előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Párhuzamos előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Mérföldkő előkövetelmény

nincs

Közvetlen előkövetelmények – Kizáró feltétel

nincs

Célkitűzés

Tantárgyprogram

1. Bevezetés: vektor algebra, analízis és differenciál geometriai alapismeretek.

2. Háromszöghálók létrehozása, Voronoi diagram, Delaunay háromszögelés, 3D háromszögelés nagyméretű pontfelhők alapján, implicit és parametrikus felületek háromszögelése, adatstruktúrák.

3. Háromszög hálók egyszerűsítése, progresszív háromszöghálók, normál vektorok és görbületek becslése, háromszöghálók simítása

4. Görbék és felületek I: Polinomiális interpoláció, Bernstein polinomok, Bezier görbék és tulajdonságaik, Bezier felületek és tulajdonságaik.

5. Görbék és felületek II: B-spline görbék, csomópontok és bázisfüggvények, poláris forma, kontroll poligonok, tulajdonságok, B-spline felületek.

6. Interpoláló felületek: Bézier háromszög, Coons (négyoldalú kétparaméteres) felületek, általános n-oldalú felület reprezentációk. Sketches rendszer - DEMÓ.

7. (a) Felosztásos felületek (b) a Bézier/B-spline felületek kiterjesztései: racionális spline-ok, hiányos csomóvektorok (T-splines)

8. Felületi algoritmusok: felület-felület metszések; eltolásos (offset), valamint lekerekítő felületek létrehozása.

9. Tömör testek: procedurális (CSG) és kiértékelt (B-rep) reprezentáció, Euler szabály, regularizált halmazműveletek, határoló elem adatstruktúra, parametrizált struktúrák. Solidworks rendszer - DEMÓ.

10. A digitális alakzatrekonstrukció célja és folyamata, 3D-s méréstechnika, ponthalmazok regisztrációja (ICP).

11. 3D-s poligonhálók szegmentálása, tartomány növesztés, direkt szegmentáció, Morse szegmentáció.

12. Interpoláció és approximáció: ritka, illetve sűrű ponthalmazok közelítése görbék és felületek segítségével; paraméterezés, gyenge tartópontok kizárása.

13. Illesztés kényszerekkel, felületcsoportok együttes illesztése geometriai kényszerek figyelembe vételével.

14. Szabadformájú felületek illesztése és simítása. Alkalmazások, esettanulmányok: digitális modellek létrehozása mért adatokból, Geomagic Studio rendszer - DEMÓ.

A tárgy háromdimenziós pontfelhők, poligon hálók, görbék és felületek, valamint szilárd testek számítógépes reprezentációjával, legfontosabb algoritmusaival és ezek alkalmazásával foglalkozik. Az elméleti alapok mellett, a tudásanyag jól hasznosítható 3D-s számítógépes szoftver rendszerek fejlesztése és integrálása során az alábbi területeken: számítógéppel segített tervezés, műszaki informatika, digitális alakzat rekonstrukció, virtuális valóság létrehozása

Tanulmányi eredmények

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Tudás

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Képességek

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Attitűd

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Autonómia és felelősség

Nincsenek rögzített tanulási eredmények.

Oktatási módszertan

A tantárgy előadáson kerül ismertetésre, amelyet demonstrációk egészítenek ki a következő témakörökben: 3D-s felület és testmodellezés, digitális alakzat rekonstrukció mért adatok alapján.

Tanulástámogató anyagok

Online források

1. G. Farin: Curves and Surfaces for Computer Aided Geometric Design, A Practical Guide, Morgan Kaufmann, 2001; 2. M. Botsch et al.: Geometric Modeling Based on Polygonal Meshes, SIGGRAPH 2007 3. J. Hoschek, D. Lasser: Computer Aided Geometric Design, A K Peters, 1993; 4. C. M. Hoffmann: Geometric and solid modeling: an Introduction, Morgan-Kaufman, 1989 5. T. Varady, R.R. Martin: Reverse Engineering, Chapter 26, In: Handbook of Computer Aided Geometric Design, (Eds.: G. Farin, J. Hoschek, M.-S. Kim), North Holland, 2002; (5a. T. Varady: Introduction to 3D Digital Shape reconstruction, in preparation) Az előadás slide-jai és a bemutatott applet-ek megtalálhatók a tárgy honlapján:; http://cg.iit.bme.hu/portal/node/312

A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek

Tudás típusú kompetenciák

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

lineáris algebra, analízis

Képesség típusú kompetenciák

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

lineáris algebra, analízis

Általános szabályok

Követelmények: Az érdemjegy vizsgán kerül megállapításra.A félév során a hallgatók önálló feladatot vállalhatnak szemináriumi előadás vagy programozási feladat implementálása formájában; sikeres megvalósítás esetén - ezért megajánlott jegy jár, és a hallgató a vizsgakötelezettség alól mentesül. Pótlási lehetőségek: A választható programozási feladatokat legkésőbb a 12. hét végéig kell benyújtani.

Teljesítményértékelési módszerek

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya

Nincs megadva részarány.

Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása

Nincs megadva részletes értékelés.

Vizsgarészek részaránya

Nincs megadva részarány.

Érdemjegy megállapítása

Nincs megadva érdemjegy határ.

Jelenléti és részvételi követelmények

Nincs megadva jelenléti követelmény.

Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai

Nincs megadva.

Rövid leírás

Nincs megadva.

Részletes leírás

Nincs megadva.

Ajánlott tantárgyak

A tantárgyat nem vehetik fel azok, akik teljesítették a 4 kredites 3D Számítógépes Geometria tárgyat (VIIIAV08).

A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka

Nincs megadva munkaidő bontás.

Tantárgykövetelmények hatályossága

Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete:

—

Tantárgykövetelmények hatályosságának vége:

—

Tantervi elhelyezés

Nincsenek rögzített tantervi elhelyezések ehhez a tárgyverzióhoz.