zavrŠni rad br. 49 5 postupci simulacije vlaknastih objekata
DESCRIPTION
ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA. Hrvoje Pađen. Mentor: Prof. dr. sc. Željka Mihajlović. Sadržaj. Uvod Metode modeliranja vlaknastih objekata Model čestica povezanih oprugama Implementacija Zaključak. Uvod. Vlaknasti objekti: kosa, krzno, trava... - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/1.jpg)
Zagreb, srpanj 2009.
ZAVRŠNI RAD br. 495
POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA
Hrvoje Pađen
Mentor: Prof. dr. sc. Željka Mihajlović
![Page 2: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/2.jpg)
Sadržaj
¨ Uvod
¨ Metode modeliranja vlaknastih objekata
¨ Model čestica povezanih oprugama
¨ Implementacija
¨ Zaključak
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 3: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/3.jpg)
Uvod
¨ Vlaknasti objekti: kosa, krzno, trava...
¨ Zahtjev za realističnim simulacijama
¨ Filmska industrija, industrija video igara
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 4: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/4.jpg)
Prepreke ostvarenju simulacija
¨ Vlastita dinamika vlaknastih objekata
¨ Međusobna kolizija i kolizija s drugim objektima
¨ Prirodne karakteristike
¨ Vanjski efekti
¨ Efekti svjetla i sjene
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 5: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/5.jpg)
Metode modeliranja vlaknastih objekata
¨ Modeliranje poligonima i teksturama
¨ Model slojeva tekstura
¨ Metoda super zavojnica
¨ Model čestica povezanih oprugama
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 6: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/6.jpg)
Modeliranje poligonima i teksturama
¨ Rade se 3D modeli kose s malim brojem poligona na koje se “lijepe” teksture
¨ Prednosti: jednostavno, mali utrošak resursa
¨ Nedostaci: nerealističnost, nedovoljna nezavisnost
¨ Primjenjuje se na mjestima gdje je brzina izračuna važnija od realističnosti - videoigre
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 7: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/7.jpg)
Primjer
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 8: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/8.jpg)
Modeliranje poligonima i teksturama
¨ Drugi način: modeliranje trakama poligona
¨ Rade se teksture koje u profilu izgledaju kao pojedinačne vlasi kose te se prikazuju na vertikalno posloženim poligonima
¨ Prednosti: jednostavno
¨ Nedostaci: nerealističnost, ovisnost o kutu gledanja
¨ Moguća rješenja: ukošavanje, Billboarding
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 9: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/9.jpg)
Primjer
Zagreb, srpanj 2009.
Trake poligona
Billboarding
![Page 10: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/10.jpg)
Model slojeva tekstura
¨ Prikaz više slojeva istih tekstura koje su jedna ispod druge – dobiva se dojam volumena
¨ Prednosti: jednostavno, mali utrošak resursa
¨ Nedostaci: nerealističnost kod pogleda izbliza i iz profila
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 11: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/11.jpg)
Model slojeva tekstura
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 12: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/12.jpg)
Metoda super zavojnica
¨ Razvijena u suradnji s L’Orealom
¨ Temelji se na teoriji motki
¨ Prednosti: najrealističniji prikaz od svih metoda
¨ Nedostaci: jako velika potrošnja resursa, nemogućnost prikaza u stvarnom vremenu za veći broj vlasi
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 13: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/13.jpg)
Metoda super zavojnica
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 14: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/14.jpg)
Metoda čestica povezanih oprugama
¨ Može se prikazati kao dva čvora između kojih se nalazi elastična opruga koja ih spaja
¨ Svaki čvor ima svojstva: Brzinu Poziciju Masu Silu
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 15: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/15.jpg)
Metoda čestica povezanih oprugama
¨ Računaju se: Unutarnje sile (između čestica, sile opruge):
Unutarnja sila trenja Elastična sila
Vanjske sile: Gravitacijska sila Razne druge sile uzrokovane vanjskim faktorima (npr. vjetar)
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 16: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/16.jpg)
Metoda čestica povezanih oprugama
¨ Sve sile koje djeluju na česticu se zbrajaju
¨ Na temelju ukupne sile i mase se određuje brzina čestice u 3D prostoru
¨ Dobivenom brzinom se određuje pomak čestice
¨ Opruga nema mase te se za nju ne računa utjecaj sila
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 17: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/17.jpg)
Implementacija
¨ Jezik: C#
¨ Razvojna okolina: Visual Studio 2008
¨ XNA Game Studio 3.0
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 18: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/18.jpg)
Programsko rješenje
¨ 3 glavne klase:
ČvorOpruga SimulacijaModela
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 19: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/19.jpg)
Klasa Čvor
¨ Sadrži sva svojstva čvora (brzina, pozicija...)¨ Sadrži metode koje izračunavaju silu i poziciju
čvora
Zagreb, srpanj 2009.
ČvorClass
Fields
brzina
masaČvora
pozicija
sila
Methods
InicijalizirajSiluNaČvor
PrimijeniSiluNaČvor
SimulirajSilu
![Page 20: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/20.jpg)
Klasa Opruga
¨ Sadrži instance klase Čvor te varijable i metode koje služe za računanje sila opruge
¨ Opisuje odnose među čvorovima
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 21: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/21.jpg)
Klasa SimulacijaModela
¨ Klasa koja služi za spajanje čvorova i opruga u jednu cjelinu
¨ Jedna instanca klase = jedna vlas
¨ Sadrži metode za inicijalizaciju, crtanje te simulaciju ponašanja vlasi
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 22: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/22.jpg)
Odnos klasa
SimulacijaModela
Čvor
Opruga
Zagreb, srpanj 2009.
Utječe na ponašanje
2..n1..n-1
![Page 23: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/23.jpg)
Rezultati
¨ Simulacija teorijski ispravna
¨ U praksi dosta problema i nerealistično ponašanje
¨ Uvođenje prigušenja, precizno podešavanje parametara
¨ Rezultat: poboljšanje ponašanja simulacije
¨ Negativni efekti: usporena simulacija zbog prigušenja, veći utrošak računalnih resursa
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 24: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/24.jpg)
Moguća poboljšanja
¨ Precizniji opis modela promjenom konstanti i uvođenjem dodatnih sila
¨ Detaljnije proučavanje ponašanja kose
¨ Međusobna kolizija
¨ Kolizija s drugim objektima
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 25: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/25.jpg)
Zaključak
¨ Model čestica povezanih oprugama – relativno jednostavan model za prikaz vlaknastih objekata
Povećavanje kompleksnosti
Povećavanje realističnosti
Veći utrošak računalnih resursa
Smanjenje performansi
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 26: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/26.jpg)
Zaključak
¨ Model čestica povezanih oprugama dobar za prikaz manjeg broja vlaknastih objekata
¨ Oko 100 do 150 vlasi na prosječnom računalu
¨ Za veći broj performanse drastično padaju
¨ Neučinkovit za prikazivanje u stvarnom vremenu
Zagreb, srpanj 2009.
![Page 27: ZAVRŠNI RAD br. 49 5 POSTUPCI SIMULACIJE VLAKNASTIH OBJEKATA](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/568140e0550346895dacabc2/html5/thumbnails/27.jpg)
Pitanja ?
Zagreb, srpanj 2009.