李嫄姝1012.ppt
李嫄姝2011-10-12,Converting 3D Furniture Models to Fabricatable Parts and Connectors,Introduction,输入一个3D模型，自动生成该模型各构件及其连接，用以实际建造。,相关工作基于语法的建模 grammar-based modeling网格分割 mesh segmentationK-meansrandom walksprimitive fitting randomized cutscore extractionshape diameter function网格分析 mesh analysis个人制作 personal fabrication,语法（Grammar）每套语法对应一类物体，使用语法生成有向图，每个有向图代表一个实例化物体，每个节点代表一个部分（part），每条边代表一种连接（connection），连接方式使用expert rules（IKEA-expert rules）。词法分析（Lexical Analysis）将3D模型分解成为若干基本形状（primitive shaps），判断彼此是否连结，形成一个初始图（primitive graph）。结构分析（Structural Analysis）使用语法，生成制造图（fabricatable graph）。分析每部分的细节信息，并且设定各部分间的连接方式。修补缺失部分，生成组装部件。,Formal Grammar,定义,N：非终结符（non-terminal symbol）集合；：终结符（terminal symbol）集合；P：生产原则（production rule）；S：起始符。,S：起始符；B：橱柜的底；X：被垂直隔板分隔的空间；Y：被水平墙板分隔的空间。,（以橱柜为例）,每个终结符 有一个预定义的基本形状 和样例维度集，来自IKEA的实例分析。一个实例化的部分有维度，每种连接（如，a,b都是节点）由集合 表示。,实例化后的：=hb,ht,v,ha,leg,wheel,hb代表水平底板，ht代表水平顶板，v代表垂直隔板，ha代表水平调整板。hb，ht和ha是h的subtype。,：连接的种类；：连接的个数；：连接的位置和朝向信息。,P,词法分析（Lexical Analysis）将输入的3D模型转换成体元(voxel)表示，再将体元解析（parse）转换回网格（mesh）表示，使得原始模型被分割和重构（re-mesh）时更为有效。解析的形状包括：水平面，竖直（侧）面，竖直（前）面，轮子，腿，前门把手。【例】解析水平面：“扩展”长方体（“expand”cuboid）To parse for horizontal(or other axis-aligned)pieces,we scan the voxel for the default horizontal minimum shape(a cuboid),and“expand”this cuboid until we have reached the default maximum shape or until the percentage of empty voxels to cuboid volume has reached the default limit.（）,Conversion to Parts and Connectors,将无序形状（irregularly-shaped）表示的mesh转换为体元（voxel）表示，并与基本形状匹配。两个基本形状有共同的voxel或一个基本形状相邻的voxel包含另一基本形状，则这两个基本形状相连，两节点之间生成一条边，这就生成了初始图（primitive graph）。初始图有交叉边的要继续解析为下图最右侧两者之一。,结构分析（Structural Analysis）使用语法，生成制造图（fabrication graph）。,逆向跟踪（backward tracing）根据初始图做逆向跟踪，如可以返回到S，那么这个初始图就是对的，并且把边上的箭头表示出来了，还可修复缺失的部件（轮子）。,8,6,6,2,6,6,2,4,1,使用marching cubes来将每个体元转换为3D mesh。碰到顶板和底板有不规则形时在dimt中标注。3D模型的前门和抽屉都被识别为垂直前面（vertical front-facing）部分，需要通过维度和把手识别。如是前门则需选定对称轴，如是抽屉，自动生成内抽屉板。待讨论问题语法和原则需人为定义。部件间有些潜在的关系（高度）没有考虑。,Supplementary Material,References,AGRAWALA,M.,PHAN,D.,HEISER,J.,HAYMAKER,J.,KLINGNER,J.,HANRAHAN,P.,AND TVERSKY,B.2003.Designing effective step-by-step assembly instructions.ACM Transactions on Graphics 22,3,828837.ATTENE,M.,FALCIDIENO,B.,AND SPAGNUOLO,M.2006.Hierarchical mesh segmentation based on tting primitives.Visual Computer 22(March),181193.FU,H.,COHEN-OR,D.,DROR,G.,AND SHEFFER,A.2008.Upright orientation of man-made objects.ACM Transactions on Graphics 27,3,42.LI,W.,AGRAWALA,M.,CURLESS,B.,AND SALESIN,D.2008.Automated generation of interactive 3d exploded view diagrams.ACM Transactions on Graphics 27,3,101.OH,Y.,JOHNSON,G.,GROSS,M.D.,AND DO,E.Y.-L.2006.The designosaur and the furniture factory:simple software for fast fabrication.International Conference on Design Computing and Cognition,123140.,Thank you,
