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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/7027
標題: | 將三維立體模型轉換成可建造之樂高積木模型 Transform 3D Models Into Constructible LEGO Brick Sculpture |
作者: | Han-Wei Liao 廖航緯 |
指導教授: | 陳炳宇(Bing-Yu Chen) |
關鍵字: | 樂高益智積木,立體模型方格化,連接擺放最佳化,幾何組裝推理, LEGO brick puzzle,3D model voxelization,connectivity placement optimization,geometric assembly reasoning, |
出版年 : | 2012 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 本研究呈現了如何運用電腦圖學中,各種豐富的3D模型,轉換成
形狀相近且趣味豐富的樂高積木模型。 轉換出來的樂高積木模型,不 僅可以運用在虛擬的電腦圖學動畫當中,更可以藉由用人手進行 實際 堆積組裝,產生出令人驚嘆的創作成果。 我們的方法主要分成兩個部 分。首先,我們將三角形組成的立體模型描述檔,轉換成外型相似, 由 方格組成的立體模型。由於參考的方格近似演算法並沒有達成我們 期待的狀態,所以我們自行提出 了一種混和以前方格近似演算法的 方法來取得更好的方格立體模型。接著,我們讓轉換好的立體方格模 型, 經過簡單的預處理以後,進行連接擺放最佳化的計算。我們參考 以前的作法,將此問題轉換成 細胞演化自動機的形式進行模擬與最佳 化。但同樣的,此方法仍然沒有達成我們期待的完美結果,因此 我們 提出後續補強的方法,既能提昇完全連接的機率,又能改善方塊使用 數量的控制。最後,我們附加 地提出了一個簡易的演算法來產生方便 人們組裝的建造順序。這或許可以提供一個研究出發點,來改善 如何 視覺化樂高堆積順序,使人們能清楚了解與實際操作。 In this work, we present a system, “legolizer”, to transform 3D models into buildable LEGO sculptures. Our legolized 3D model has various purposes. It can not only be used in the production of LEGO-style computer animations, but also can be actually built by hand to amuse people. Our system consist of two parts. The first part converts the input triangular 3D mesh model into grid-like voxel representation. Because the utilized voxelization methods did not reach our expectation, we purposed a hybrid voxelization approach in attempt to obtaining a better voxelized model. Then, after simple preprocessing, we put the voxelized model into the second part of our system - connectivity placement optimization. We reduced this placement problem into the form of cellular automaton similar to the most recent previous work. Again, due to imperfection of cellular automaton optimization, we later proposed our refinement approaches to improve not only the probability of fully connecting, but also the brick usage control. Finally and additionally, we compute an easy-to-build instruction sequence of our obtained LEGO sculpture. This may provide a researching starting point of improving the visualization of computed LEGO brick assembly process for people easily understanding. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/7027 |
全文授權: | 同意授權(全球公開) |
顯示於系所單位: | 資訊工程學系 |
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