Subject » BMEVIIIAV54
3D - Geometric Modelling, Digital Shape Reconstruction, Printing
3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás
A tantárgyleírás hatályossága
Hatályosság kezdete:
—
Hatályosság vége:
—
| Subject name (Hungarian, English) |
3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás
3D - Geometric Modelling, Digital Shape Reconstruction, Printing
|
||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Subject code | BMEVIIIAV54 | ||||||||||||
| Subject type | — | ||||||||||||
| Training Level | — | ||||||||||||
| Course types and hours (weekly/semester) |
|
||||||||||||
| Assessment type | vizsga | ||||||||||||
| Credits | 4 | ||||||||||||
| Subject coordinator |
Dr. Várady Tamás László
position: egyetemi tanár
contact:
varady.tamas@vik.bme.hu
|
||||||||||||
| Responsible department |
—
|
||||||||||||
| Faculty | |||||||||||||
| Subject website | http://cg.iit.bme.hu/portal/node/312 | ||||||||||||
| Primary curriculum type | — | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Strong prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Weak prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Parallel prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Milestone prerequisite | none | ||||||||||||
| Direct prerequisites – Exclusion | none |
Objectives
Programme
1. hét:
- Bevezetés; vektorműveletek és lineáris algebra alapismeretek; görbék differenciál-geometriája
- Felületek differenciálgeometriája; az implicit és parametrikus reprezentáció össze-hasonlítása
2-4. hét:
- Háromszöghálók 2D-ben: Voronoi diagram, Delaunay háromszögelés; háromszöghálók létrehozása 3D-ben nagyméretű pontfelhők alapján; implicit és parametrikus felületek háromszögelése
- Háromszöghálók egyszerűsítése; progresszív háromszöghálók; normál vektorok és görbületek becslése; háromszöghálók simítása
- 3D modellezés: a ParaView és OpenFlipper rendszerek -
háromszöghálók és volumetrikus adatok megjelenítése és grafikus kiértékelése
- Háromszögháló algoritmusok számítógépes implementációja
5-8. hét:
- Polinomiális interpoláció; Bernstein polinomok; Bézier görbék és tulajdonságaik; egyszerű algoritmusok; Bézier felületek és tulajdonságaik; Bézier háromszögek
- B-spline görbék, csomópontok és bázisfüggvények; poláris forma; kontroll poligonok; egyszerű algoritmusok; tulajdonságok; B-spline felületek és kiterjesztésük
- Racionális görbék és felületek
- Interpoláló felületek: Coons (transzfinit) felületek; általános n-oldalú felület reprezentációk
- Demó: Görbeháló alapú formatervezés (Sketches rendszer)
- Felosztásos felületek
- 3D modellezés: a Blender rendszer - háromszöghálók, görbék,
poliéder alapú felületek modellezése
- Görbe és felület algoritmusok számítógépes implementációja
9 - 11. hét:
- Procedurális (CSG) és kiértékelt (B-rep) reprezentáció, Euler szabály, regularizált halmazműveletek, határoló elem adatstruktúra
- Demó: tömör testek parametrikus modellezése
(SolidWorks rendszer)
- Algoritmusok: görbeinterpoláció; felület-felület metszések; eltolásos (offset) felületek; lekerekítő felületek
- 3D nyomtatás; additív megmunkáló eljárások; geometriai követelmények
12-14. hét:
- A digitális alakzatrekonstrukció célja és folyamata; 3D-s méréstechnika
- Ponthalmazok regisztrációja (ICP), minőségellenőrzés ponthalmazok alapján
- Egyszerű implicit görbék és felületek illesztése
- 3D-s poligonhálók szegmentálása: tartománynövesztés, direkt szegmentáció, Morse szegmentáció
- Felületcsoportok együttes illesztése geometriai kényszerek figyelembe vételével
- Sűrű ponthalmazok közelítése parametrikus görbék és felületek segítségével; paraméterezés, gyenge tartópontok kizárása; szabadformájú felületek simítása.
- Demó: Digitális alakzatrekonstrukció a gyakorlatban
(Geomagic Studio rendszer)
A tárgy háromdimenziós
pontfelhők, poligonhálók, 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 alakzatrekonstrukció, 3D nyomtatás, virtuális valóság
létrehozása.
Jelen tárgy
a korábbi „3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció” nevű tárgy
(VIIIAV01 és VIIIAV08) kibővített változata: (i) tágabb elméleti áttekintés,
(ii) 3D-s modellezési gyakorlatok, (iii) geometriai algoritmusok
implementációs kérdései, (iv) ipari
rendszerek demonstrációja. Új tematikai fejezet a 3D nyomtatás.
Learning outcomes
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Knowledge
No learning outcomes recorded.
Skills
No learning outcomes recorded.
Attitudes
No learning outcomes recorded.
Autonomy and responsibility
No learning outcomes recorded.
Oktatási módszertan
A
tantárgy előadásokon kerül ismertetésre. Ezen kívül lehetőség nyílik
egyszerű problémák megoldására és 3D-s
modellezési gyakorlatok végrehatására nyitott forrású rendszerek használatával.
Több ipari rendszert is demonstrálunk a 3D-s felület- és testmodellezés,
valamint a digitális alakzatrekonstrukció területéről.
Tanulástámogató anyagok
Not provided.
Recommended preliminary knowledge for completing the subject
Knowledge type competencies
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
Lineáris algebra, analízis, geometriai
alapismeretek, C++ alapismeretek
Skill type competencies
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)
nincs
Recommended (non-compulsory) preliminary competencies
(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)
Lineáris algebra, analízis, geometriai
alapismeretek, C++ alapismeretek
General rules
Követelmények:
1.
A
hallgatók két kisebb házi feladatot kapnak. Ezek egyszerű 3D-s modellezési
feladatok, amelyeket egy letölthető interaktív, grafikus keretrendszerben kell
megvalósítani, C++ nyelven.
2.
Az
érdemjegy vizsgán kerül megállapításra.
3.
A
félév során a hallgatók önálló projektekre vállalkozhatnak, amely egy programozási feladat implementálásából és egy szemináriumi
előadás megtartásából áll. Sikeres projektért megajánlott jegy jár, és a
hallgató a vizsgakötelezettség alól mentesül.
Pótlási lehetőségek:
Az önálló projekteket legkésőbb a
12. hét végéig kell benyújtani.
Assessment methods
In-term assessments
No detailed assessments provided.
Weight of in-term assessments
No weights provided.
Exam-period assessments
No detailed assessments provided.
Weight of exam elements
No weights provided.
Grade calculation
No grade thresholds provided.
Attendance requirements
No attendance requirements provided.
Rules for retake and resubmission
Not provided.
Short description
Not provided.
Detailed description
Not provided.
Recommended courses
A
tantárgyat nem vehetik fel azok, akik előzőleg már teljesítették a korábbi 2
kredites, 3D Számítógépes Geometria
tárgyat (VIIIAV01), vagy a 4 kredites, 3D Számítógépes Geometria és
Alakzatrekonstrukció (VIIIAV08) tárgyat.
Workload to complete the subject
No workload breakdown provided.
Validity of subject requirements
Requirements valid from:
—
Requirements valid until:
—
Curriculum placement
No curriculum placements recorded for this subject version.