2008

นายปตพงศ พงศภทรานนท 4830314921นางสาวไปรยา ชนะกาญจน 4830321221นางสาวฐตกา อรโสภณ 4831210421นางสาวสรอยรว สรอยระยา 4831239721นายเอก เลศไตรรกษ 4831246021

1. ทมาของโครงงาน ความสำาคญของโครงงานเนองจากในปจจบนมงานสามมตทเกยวของกบปาอยเปนจำานวนมาก อาทภาพก

ราฟฟคในเกมส รวมถงไดเหนภาพการเปลยนแปลงของปาตามฤดกาลตางๆผานทางสารคด ประกอบกบผพฒนามความสนใจในดาน Computer Graphic จงศกษาเกยวกบ Algorithm ในการสรางตนไม และมแนวคดทจะสรางเครองมอทใชสรางปาเพอชวยใหผสรางเกมสสามารถสรางปาไดงายและรวดเรวยงขน นอกจากนยงสามารถเปลยนฤดของปาทสรางขนไดโดยงายอกดวย

ผพฒนาไดพฒนาโปรแกรมทสรางปาแบบสามมตในแบบเรยลไทมได โดยทจดประสงคหลกของโปรแกรมนคอสรางปาโดยใชทรพยากรในการประมวลผลนอยทสด จงใชเวลาการประมวลผลเรวกวาโปรแกรมทวไปทมอย เหมาะกบงานทสราง Scene ทเนนเรองความเรวในการประมวลผล และทางผพฒนาไดเพมความสามารถของโปรแกรมทผใชสามารถสรางปาไดตามฤดทตองการ และกระจายตนไมไปบนพนททตองการได แมพนทจะมความสงตำาไมเทากน

2. ระบบอนๆทเกยวของจากทไดศกษาระบบอนๆ พบวา โปรแกรมทใชในการสรางปานน จะสรางผนปาจาก

โมเดลตนไม 3 มตและปตนไมเหลานนไปบนผนปา โดยมกจะมการกระจายตวอยางสม หรอใช Algorithm ทผพฒนาไดคดคนไว ทงนเพราะมงเนนดานความสวยงามเหมอนจรง ซงการทำางานในขนตอนเหลานมการประมวลผลมาก ใชเวลานานขน แตโปรแกรม Dream Forest น ลดการประมวลผลดวยการนำาภาพ 2 มตมาไขวกน (Static Geometry) เพอใหดคลายโมเดล 3 มต ซงประหยดเวลาในการ Render เมอได Static Geometry กนำามาจดวางบน Terrain อยางสม โดยตองดความสงของ Terrain กอนทจะวางตนไมลงไป เพอใหไดภาพปาทสมจรง สวนในเรองของฤดกาล จะใชภาพจาก Function ท Blend ภาพตนไมระหวาง 2 ฤด ทำาใหไดตนไมในเวลาระหวางทง 2 ฤดนน

2

3. งานหรอทฤษฎทเกยวของ Visualization of Forest Landscapes by VRML by Tsuyoshi

Honjo and En-Mi Lim

เปนการใช VRML (Virtual Reality Modeling Language) และภาพตนไม 2 มตในการพฒนาโปรแกรมน หลกการคอ จะนำาภาพมาไขวกนเพอใหดคลายโมเดล 3 มต

ภาพท 1 แสดงตวอยางภาพปาทโปรแกรม Forest Maker สรางได(http://leo.h.chiba-u.ac.jp/forest-maker)

Realistic modeling and rendering of plant ecosystems

เปนการสรางโมเดลตนไม พรอมใช Algorithm ในการกระจายตำาแหนงตนไมใหเปนไปตามธรรมชาตในพนททกำาหนดไว

ภาพท 2 แสดงภาพการคำานวณการกระจายของจดสตางๆโดยใช Algorithm ทคดคนและนำาตนไมมาจดเรยงตามสทไดคำานวณไว

3

(http://graphics.stanford.edu/papers/ecosys/ecosys.pdf )

4

Interactive Landscape Visualization Using GPU Ray Casting by Stephan Mantler and Stefan Jeschke

เปนการสรางแผนทใหมแสงและเงาใหเหมอนจรงมากยงขน โดย Information ทมคอ Height Field ซงจะทำาการคำานวณพนทสงตำาของ Terrain แลวเพม Texture เปนปาไม จากนนทำา Ray Casting เพอใหภาพสมจรงยงขน

ภาพท 3 แสดงภาพแผนททมขอมลความสงของพนท แลวทำาการประมวลผลไดภาพทสมจรง

(http://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2006/Mantler-06-landscape/)

Nonlinear Multiresolution Image Blending by Mark Grundland, Rahul Vohra, Gareth P. Williams and Neil A. Dodgson

ใชเทคนคการซอนภาพแบบนเพอใหรปตนไมทจะมาทำาเปน Texture ตามฤดกาลตางๆซอนทบกนไดโดยคณภาพของภาพทไดไมเสยไปกบการซอนทบรปแบบธรรมดา ซงจะทำาใหรปทไดมคณภาพมากขนโดยมสมการของแตละสสำาหรบ n รปเปนดงน

C=T 1ρ(∑k=1n

wk T ρ (ak )) for T ρ(a)=sign(a)|a|ρw k : ค าOpacityของร ปท k โดยท ∑ wk=1

ak : ค าส ของpixel น นของร ปท k

5

ρ : ค าท ใช คมcontrast ของร ปท ออกมาโดยท 0<ρ<∞

4. Algorithm และการทำางานของโปรแกรมโปรแกรม Dream Forest นม Input คอ ไฟล Terrain, ชนดตนไม และ

ฤดกาล สวน Output คอ โมเดลสามมตของปาบน Terrain โดยการทำางานสามารถเขยนเปน Flow Chart ไดดงน

6

5. ตวอยางงานจากโปรแกรม

รป 1 ภาพปาฤดรอนทไดจากโปรแกรม Dream Forest

รป 2 ภาพปาฤดหนาวทไดจากโปรแกรม Dream Forest

7

6. สรป ไดปาตามชนด และฤดกาลตามทผใชระบ โดยใช Static Geometry ในการสราง

ตนไม ซงใชภาพจาก Function ทBlend ภาพตนไมระหวาง 2 ฤด ทำาใหไดตนไมในเวลาระหวางทง 2 ฤดนน

เมอได Static Geometry กนำามาวางบน Terrain อยางสม โดยตองดความสงของ Terrain กอนทจะวางตนไมลงไป เพอใหไดภาพปาทสมจรง

7. แนวทางการทำางานตอ อาจลองหาวธสรางภาพตนไมแบบใหมแทนแบบเดม เชน สรางตนไม 3D ดวย

สมการทางคณตศาสตร แลวนำาภาพ 2D ของตนไมดงกลาวออกมาสรางเปน Static Geometry จะทำาใหเปนถงการเจรญเตบโตของตนไมได

อาจลองหาวธการสรางตนไมบน Terrain แบบอนแทนวธการใช Static Geometry เพราะวธน กมขอเสยบางอยาง เชนเมอมองลงมาจากดานบน ขนานกบ Terrain จะเหนแผนทนำามาไขวกน แทนทจะเหนภาพตนไม

8.Reference-Realistic modeling and rendering of plant ecosystems

http://graphics.stanford.edu/papers/ecosys/ecosys.pdf -Interactive Landscape Visualization Using GPU Ray Casting

http://www.cg.tuwien.ac.at/research/publications/2006/Mantler-06-landscape/ -Nonlinear Multiresolution Image Blending

http://www.cl.cam.ac.uk/~mg290/Rendering/MultiresolutionImageBlending.pdf -Visualization of Forest Landscapes by VRML

8

http://leo.h.chiba-u.ac.jp/forest-maker

ภาพจาก http://picasaweb.google.com/alexis.berger/IllustratorGraphics#5114982983997234594

ภาพจาก http://www.doublediamondauction.com/auction/dd/yew_tree.jpg

9

ภาพจาก http://johnson.acm.org:11080/plone-sites/education.siggraph.org/portal/resources/cgsource/instructional-materials/courses/s98-c18/course-material/examples/tree1.png/image_view_fullscreen

10