|
|
Interaktivní deformace objemových dat
Talaš, Josef ; Krajíček, Václav (vedoucí práce) ; Kmoch, Petr (oponent)
Předložené práce popisuje implementaci 3D Chainmail algoritmu pro deformace objemových dat. Tento algoritmus je zvolen po porovnání několika obvyklých přístupů k deformacím. Nejedná se o algoritmus vhodný pro fyzikáně věrné deformace, je kompromisem mezi rychlostí, věrností a jednoduchostí. V další části práce je zvolený algoritmus podrobně popsán. Je také rozebrána možnost jeho paralelizace za použití moderní knihovny Microsoft Parallel Extensions. Část práce je těž věnována VL Frameworku, který slouží k zobrazování objemových dat v našem programu. Výsledný program je otestován na reálných i umělých datech. Cílovou platformou programu je operační systém Microsoft Windows.
|
|
|
Dynamic simulation of rigid bodies using programmable GPUs
Cséfalvay, Szabolcs ; Kmoch, Petr (vedoucí práce) ; Kolomazník, Jan (oponent)
Cílem této práce je vytvořit program simulující dynamiku tuhých těles a jejich soustav pomocí GPGPU se zaměřením na rychlost a stabilitu. Výsledkem je fyzikální engine využivající architekturu CUDA. Celý engine běží na GPU, obsahuje detekci a zpracování kolizí a také různé síly jako tření, gravitace, kontaktní síla apod. Podporuje objekty typu koule, tyč, pružina, kvádr a rovina. Také umožňuje tato primitiva kombinovat do složitějších celků.
|
|
| |
|
|
Natural GPU-friendly dynamic animation of human hair
Kmoch, Petr ; Pelikán, Josef (vedoucí práce) ; Váša, Libor (oponent)
Přirozený vzhled vlasů je jedním z klíčových aspektů realističnosti virtuálních lidských postav, protože obličej a hlava přirozeně přitahují lidský pohled. V po- hyblivých scénách je realistické chování vlasů důležité stejně jako vzhled. Pro ani- maci vlasů se často používají fyzikální principy a dynamická simulace, protože jiné tradiční metody animace-jako animace pomocí kostry nebo snímání pohybu- se na vlasy aplikují obtížně. Dynamická animace vlasů je otevřený problém bez známého nejlepšího řešení. Důvodem jsou velmi specifické mechanické vlastnosti vlasů spolu s tím, jak velké množství vlasů se na hlavě nachází. Realistická a přitom rychlá animace vlasů je proto náročný úkol. V této práci se zaměřujeme na metody dynamické animace vlasů, které mohou pracovat v reálém čase nebo alespoň interaktivně a při tom si zachovat fyzikální věrnost. Na základě výzkumu a analýzy vlastností vlasů z oblasti kosmetického průmyslu jsme navrhli novou metodu dynamické animace vlasů, která poskytuje realističtější výsledky než obdobné existující metody a přitom nabízí lepší výkon i stabilitu. Naši metodu jsme aplikovali na dva různé přístupy k animaci vlasů, abychom dokázali její nezávislost...
|
|
|
Natural GPU-friendly dynamic hair animation
Kmoch, Petr ; Pelikán, Josef (vedoucí práce) ; Chaudhuri, Parag (oponent) ; Váša, Libor (oponent)
Přirozený vzhled vlasů je jedním z klíčových aspektů realističnosti virtuálních lidských postav, protože obličej a hlava přirozeně přitahují lidský pohled. V po- hyblivých scénách je realistické chování vlasů důležité stejně jako vzhled. Pro ani- maci vlasů se často používají fyzikální principy a dynamická simulace, protože jiné tradiční metody animace-jako animace pomocí kostry nebo snímání pohybu- se na vlasy aplikují obtížně. Dynamická animace vlasů je otevřený problém bez známého nejlepšího řešení. Důvodem jsou velmi specifické mechanické vlastnosti vlasů spolu s tím, jak velké množství vlasů se na hlavě nachází. Realistická a přitom rychlá animace vlasů je proto náročný úkol. V této práci se zaměřujeme na metody dynamické animace vlasů, které mohou pracovat v reálém čase nebo alespoň interaktivně a při tom si zachovat fyzikální věrnost. Na základě výzkumu a analýzy vlastností vlasů z oblasti kosmetického průmyslu jsme navrhli novou metodu dynamické animace vlasů, která poskytuje realističtější výsledky než obdobné existující metody a přitom nabízí lepší výkon i stabilitu. Naši metodu jsme aplikovali na dva různé přístupy k animaci vlasů, abychom dokázali její nezávislost...
|
|
|
Haptic rendering for 6/3-DOF haptic devices
Kadleček, Petr ; Kmoch, Petr (vedoucí práce) ; Kolomazník, Jan (oponent)
Využití haptických zařízení se rozšířilo do oblastí jako je virtuální simulace výroby, virtuální montáž, či simulace lékařských zákroků. Pokrok ve výrobě umožnil velké rozšíření haptických zařízení s pohybem v šesti stupních volnosti, avšak s omezenou zpětnou vazbou jen v translaci - tzv. nesymetrická zařízení se 6/3 stupni volnosti. Dosavadní algoritmy pro haptickou vizualizaci pracují však správně jen pro symetrická zařízení. Tato práce analyzuje algoritmy haptické vizualizace pro zařízení se třemi a šesti stupni volnosti a na základě analýzy navrhuje algoritmus haptické vizualizace pro zařízení se 6/3 stupni volnosti s podporou pseudo-haptického vnímání. Algoritmus je na základě analýzy implementován a otestován v uživatelské studii.
|
|
|
Editing 3D Models Using Physical Simulation
Dzurenko, Martin ; Kmoch, Petr (vedoucí práce) ; Yaghob, Jakub (oponent)
Simulace 3D modelů je důležitou součástí počítačové grafiky. Počítání deformací materiálů v reálném čase je široce užíváno v animacích. Co se týče animací, deformace materiálů musí být věrohodné pro obecné publikum, ne nutně fyzikálně přesné. Metoda Mass-spring systems nabízí řešení, které rozkládá objekty na šestistěnné elementy. Síť elementů definuje systém strun spravovaný Newtonovskou dynamikou. Parametry používány na nastavování vlastností materiálů na strunách jsou Poissonova konstanta, Youngův modul elastičnosti a hustota materiálu. Dynamika sítě je vypočítávaná použitím integračních metod, které aplikují obyčejné diferenciální rovnice. Práce prezentuje aplikaci řešení na jednoduchém okénkovém editoru pro uživatele neseznámené s danou tematikou. Algoritmické jádro a implementace jsou rozebrány do detailů. Editor podporuje interní soubory pro ukládání, exportování zdeformovaných objektů a výběr integračních metod. Porovnání použitých metod je prezentováno v rámci rychlosti, přesnosti a stability.
|
|
|
Dynamic simulation of rigid bodies using programmable GPUs
Cséfalvay, Szabolcs ; Kmoch, Petr (vedoucí práce) ; Kolomazník, Jan (oponent)
Cílem této práce je vytvořit program simulující dynamiku tuhých těles a jejich soustav pomocí GPGPU se zaměřením na rychlost a stabilitu. Výsledkem je fyzikální engine využivající architekturu CUDA. Celý engine běží na GPU, obsahuje detekci a zpracování kolizí a také různé síly jako tření, gravitace, kontaktní síla apod. Podporuje objekty typu koule, tyč, pružina, kvádr a rovina. Také umožňuje tato primitiva kombinovat do složitějších celků.
|
|
|
Procedural generation and realtime rendering of planetary bodies
Kahoun, Martin ; Horáček, Jan (vedoucí práce) ; Kmoch, Petr (oponent)
Předložená práce se zabývá procedurálním generováním planetárních těles a jejich zobrazováním v reálném ase. Blíže zkoumáme jeden z možných přístupů a pokoušíme se vylepšit vizuální kvalitu produkovaných modelů. Při generování těles nebereme ohled na geofyzikální správnost planetárního povrchu ani neprovádíme fyzikální simulace procesů jeho vzniku. Představujeme, čeho je možné dosáhnout s použitím několika čísel, šumového generátoru a fraktálních funkcí. Důraz je kladen na vizuální dojem a poskytnutí podobného efektu jako v Google Earth, tedy možnosti prohlížet povrch nejen z velké výšky, ale i při přiblížení. Vedle toho umožňujeme export modelů do externího formátu vhodného ke zpracování ve 3D modelovacím software. Rovněž poskytujeme ukládání parametrů právě vygenerovaného tělesa a jejich opětovné načítání do aplikace.
|
|
|
3D fyzikální stavebnice s podporou haptiky
Čermák, Jakub ; Kmoch, Petr (vedoucí práce) ; Horáček, Jan (oponent)
Cílem této práce bylo vytvořit program dovolující simulovat a studovat fyzikální děje v soustavách hmotných bodů a pružin, které se řídí klasickou mechanikou a mohou spolu kolidovat. Byl kladen důraz zejména na jednoduchost a snadnost ovládání, čemuž odpovídá i podpora haptického zařízení, které lze použít jak pro ovlivňování běžící simulace, tak pro vytváření scény. Pro účely zkoumání probíhajících fyzikálních dějů je možné upravovat fyzikální parametry objektů i prostředí (např. hmotnost, gravitace, odpor vzduchu) a také vizuálně zobrazovat fyzikální veličiny (např. rychlost, zrychlení, působící síla). V této práci jsou použity poznatky z mnoha oborů, z mechaniky hmotných bodů, numerické integrace použité pro aplikaci fyzikálních zákonů, algoritmy pro efektivní detekci kolizí a v neposlední řadě také z disciplín zabývajících se haptickou odezvou.
|
host ::
RSS.