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Shape processing for content generation

Formverarbeitung zur Content-Generierung
 
: Schinko, Christoph
: Fellner, Dieter W.; Klein, Reinhard

Graz, 2018, 195 pp.
Graz, TU, Diss., 2018
English
Dissertation
Fraunhofer IGD ()
shape modeling; modeling; generative modeling; visualization; Guiding Theme: Digitized Work; Guiding Theme: Visual Computing as a Service; Research Area: Computer graphics (CG)

Abstract
In seiner Dissertation „Shape Processing for Content Generation“ behandelt Christoph Schinko generative Modellierung, neuartige Anwendungen der inversen generativen Modellierung sowie Visualisierungssysteme. Diese Bereiche werden als Bestandteile der Formverarbeitung betrachtet, daher richtet sich der Aufbau der Dissertation danach. Nach der Definition des Begriffs " Form\ befasst sich der erste Teil der Dissertation mit verschiedenen Möglichkeiten der Formbeschreibung. Während einige Formbeschreibungen von abstrakter Natur sind, können andere direkt verwendet werden - beispielsweise auf dem Gebiet der computergestützten geometrischen Gestaltung. Das Thema "Formmodellierung“ (kurz: Modellierung) ist breit gefächert und umfasst die Modellierung mit Primitiven unter Zuhilfenahme von 3D-Modellierungssoftware oder Szenenbeschreibungssprachen, semantische Modellierung mit Metadaten sowie generative Modellierung mit domänenspezifischen Informationen. Am Beispiel von Trauringen wird mit Hilfe der Generative Modeling Language (GML), einer domänenspezifischen Sprache für die generative Modellierung, ein Design einer ganzen Produktfamilie erstellt. Bei der Auslieferung des Designs über das Web sind unterschiedlichste Plattformen beteiligt. Dieser Umstand lieferte die Idee zu einem innovativen Metamodellier-Ansatz namens „Euclides“. Das innovative Konzept kombiniert die Unterstützung verschiedener Zielplattformen mit einer anfängerfreundlichen Syntax. Damit wird die Grundlage für die plattformunabhängige Generierung von generativen Bausteinen geschaffen. Dieser Ansatz reduziert den Aufwand für die Implementierung und Pflege generativer Beschreibungen für verschiedene Plattformen erheblich. Aufbauend auf Arbeiten der inversen generativen Modellierung wird die Analyse von digitalisierten Objekten hinsichtlich Veränderungen und Abnutzung möglich. Das vorgestellte System kombiniert generative Beschreibungen mit rekonstruierten Objekten und führt einen Soll-Ist-Wert-Vergleich durch. Durch Anwendung auf einen anderen Parametersatz der generativen Beschreibung können somit neue Formen erzeugt werden. Mit diesem neuartigen Ansatz ist die Gestaltung von Formen unter gleichzeitiger Verwendung hochfrequenter Details sowie High-Level-Form-Parametern möglich. Der letzte Schritt im Rahmen der Formverarbeitung befasst sich mit Visualisierungssystemen zur Wahrnehmung und Interaktion mit Formen. In diesem Zusammenhang wird eine neuartige Methode zur Projektion eines kohärenten, nahtlosen und perspektivisch korrigierten Bildes von einem bestimmten Gesichtspunkt aus vorgestellt. Der Ansatz zeichnet sich vor allem durch seine Effizienz aus. Der letzte Beitrag zu diesem Thema beschreibt eine optimierte, autostereoskopische Visualisierung auf Basis von Parallaxbarrieren.

 

The thesis "Shape Processing for Content Generation" by Christoph Schinko presents work on generative modeling, novel applications for inverse generative modeling, and visualization systems. These areas are regarded as steps in the context of shape processing, hence the thesis is structured that way. After defining the term shape, the first part of the thesis is concerned with shape descriptions. While some shape descriptions are of abstract nature, others can be directly used, for example, in the field of computer aided geometric design. The process of working with shape descriptions is called shape modeling. This topic includes primitive modeling using 3D modeling software or scene description languages, semantic modeling dealing with meta data, and generative modeling using domain specific information. An application for generative modeling in the context of wedding rings is implemented using a domain specific language for generative modeling - the Generative Modeling Language (GML). The multitude of involved platforms (the GML is implemented in C++, the postfix notation of the language itself is similar to Adobe Postscript, the application is targeted for the web) has inspired the idea to create an innovative meta-modeler approach called "Euclides". Its innovative concept of using a beginner-friendly syntax in combination with translation back-ends for various different platforms presents a foundation for the platform-independent creation of generative building blocks. This approach significantly reduces the effort for implementing and maintaining generative description for different platforms. Building up on previous work on finding the best generative description of one or several given instances of an object class, an application to analyze digitized objects in terms of changes and damages is presented. The system automatically combines generative descriptions with reconstructed objects and performs a nominal/actual value comparison. By applying the variances of the reconstructed objects to a different parameter set of the generative description, new shapes can be created. With this novel approach, the design of shapes using both low-level details and high-level shape parameters is possible. The last step in the context of shape processing is concerned with visualization systems for humans to perceive and interact with shapes. In this context, a novel method to project a coherent, seamless and perspectively corrected image from one particular viewpoint using an arbitrary number of projectors is presented. The approach distinguishes itself by being quick and efficient. The last contribution to this topic is describing an optimized stereoscopic display based on parallax barriers for a driving simulator.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-521542.html