2013年10月4日 星期五

[小編Q&副編輯]2D圖片到3D建模的橋樑已經架起來了。



"Our approach is for modeling from sketches, not modeling by sketching."
我們不是用手繪建出模型,而是透過圖案建出模型。

輕輕鬆鬆從照片輪廓建模

3D建模一直以來都不是個低門檻的工作,如果是要把一個平面的圖建置成3D模型,那更是會經過許多複雜工作,像是先繪製出圖形,再用專業CAD軟體建置等等……,但是經由作者寫出的這套系統(以下稱SnapSketch),讓普遍使用者簡單操作建模,只要三步驟,手繪2D圖、拖曳模型、系統就能自動變成你想要的模型形狀。

簡單的操控方式


之前也有許多論文或研究,同樣往這方向前進,在SnaoSketch的理論論文中第二章節的Related Work中就一一比較,其實最大的不同是,SnapSketch不用大量的database,也不用給定許多係數、條件,就可以判別出平面中的3D物件。

其系統的中心概念就是要減少使用者的工作,然後建出了這種半自動互動模型系統,讓使用者能更簡易的建出他們想要的模型。


小小的功能,大大的應用

SnapSketch正在對判斷出來的模型進行編輯

背後基本運行的原理,就是當滑鼠拖曳過每一個像素的時候,SnapSketh系統就開始進行判斷,你正在畫的是特徵曲線還是輪廓曲線?如果是特徵曲線的話就開始判斷這條線是哪種幾何圖案的基底呢?是圓柱、方形、球面…..等等,一層層加以判別辨識,判別出第一個模型後,要如何讓下一筆拖曳出的模型緊緊相連,這也是作者們用許多的演算法才解出節點的用法,讓整體功能更完整。

透過人先給電腦手繪圖案,給予其模型外部形狀,甚至是鉛筆畫在紙上也可以;第二,其一般的模型軟體都擁有基本模型,諸如立方體、長方體、圓球、圓柱、圓錐等,經由人體協助辨識,放入人覺得比較”相似的形狀”;第三,從比較接近的基本模型,電腦就方便計算成適合手繪圖案的3D模型。

以上討論了各種圖形的方程式,這些小編覺得不是SnapSketch最困難的地方,最困難的應該是背後的演算,如何讓正在畫的曲線準確的判別出所屬的方程式,這也是他們不停在提升與研究的方向,假設實務判斷的準確率很低,那也不會是個實用的系統。


蓄勢待發,未來各領域大放異彩

系統演算需要時間,如果滑鼠短時間就掠出一個輪廓或曲線,那系統的演算將會沒辦法精準,甚至判斷錯誤,如果描繪輪廓曲線的時候速度放慢,那將會對於正確的判斷有很好的幫助,使正確率大幅度提高。


各種基礎形狀的連結,SnapSketch描繪的精度相當高。


當SnapSketch測試出高精準度的判別成功率之後,首要目標就是要”再”降低使用門檻,甚至讓對於3D建模本身沒有接觸過的新手也能用SnapSketch建出3D模型。其實經過一系列的測試,經過20分鐘的教學,建模新手使用的結果也很好,全部的簡單幾何圖形都能輕鬆完成。

雖然這個概念方便,卻有致命的缺點。它需要模型是具有對稱性、形狀平滑,不可凹凸不平與資訊模糊。總地來說系統目前還不是完美的,還是有許多功能未來可以發展,像是判斷的時間要如何縮短,這是未來一個很重要的發展目標,抑或是如何讓較複雜的圖形也能判斷(文中、影片中皆有列出許多判斷錯誤的例子),那將會使得SnapSketch的應用範圍更廣,更紮實。



文章編輯:副編輯&小編Q


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