مدلسازی صلب و ضمنی
مدلسازی صلب اشیاء را به عنوان حجمهای کاملاً تعریفشده با یک داخل و خارج مشخص نمایش میدهد، در حالی که مدلسازی ضمنی سطوح را به عنوان مجموعههای سطح توابع اسکالر تعریف میکند که امکان ترکیب و آمیختگی قوی اشکال را فراهم میآورد.
Definition
مدلسازی صلب حجم کامل اشغالشده توسط یک شیء را توصیف میکند، و مدلسازی ضمنی یک سطح را به عنوان مجموعهای از نقاط تعریف میکند که در آن یک میدان اسکالر برابر با یک مقدار انتخابشده است.
Scope
این موضوع شامل نمایشهای مرزی و هندسه سازنده صلب با اجتماع، اشتراک و تفاوت بولی؛ سطوح ضمنی و میدانهای فاصله علامتدار؛ شبکههای وکسل و حجمی؛ و استخراج مشهای صریح از میدانهای ضمنی از طریق الگوریتمهایی مانند مکعبهای متحرک است.
Core questions
- چگونه حجم کامل یک شیء، نه فقط سطح آن، نمایش داده میشود؟
- چگونه جامدات پیچیده با ترکیب جامدات سادهتر ساخته میشوند؟
- چگونه سطوح ضمنی به طور قوی ترکیب و آفست میشوند؟
- چگونه یک مش صریح از یک میدان حجمی استخراج میشود؟
Key concepts
- نمایش مرزی
- هندسه سازنده صلب
- سطوح ضمنی
- میدانهای فاصله علامتدار
- شبکههای وکسل
- مکعبهای متحرک
Key theories
- هندسه سازنده صلب
- جامدات پیچیده با ترکیبهای بولی از حجمهای اولیه ساخته میشوند که منجر به نمایشی میشود که بدون ابهام است، تضمین شده است که از نظر فیزیکی معتبر باشد، و به طور طبیعی برای طراحی مهندسی مناسب است.
- استخراج ایزوسرفیس مکعبهای متحرک
- یک میدان اسکالر نمونهبرداری شده روی یک شبکه با طبقهبندی هر سلول در برابر یک آستانه و جستجوی پیکربندی سطح مربوطه به یک مش مثلثی تبدیل میشود، که روش استاندارد برای تجسم دادههای ضمنی و حجمی است.
Clinical relevance
مدلسازی صلب و ضمنی زیربنای طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر، چاپ سهبعدی که در آن جامدات ضدآب ضروری هستند، تجسم حجم پزشکی از اسکنهای CT و MRI، و میدانهای فاصله علامتداری است که در رندرینگ و شبیهسازی مدرن استفاده میشوند.
History
هندسه سازنده صلب و نمایشهای مرزی در دهههای 1970 و 1980 در طراحی به کمک کامپیوتر تثبیت شدند؛ الگوریتم مکعبهای متحرک در سال 1987 استخراج ایزوسرفیس را معمول کرد، و میدانهای فاصله علامتدار بعدها در رندرینگ و شبیهسازی بلادرنگ محوری شدند.
Key figures
- William Lorensen
- Harvey Cline
- Jules Bloomenthal
Related topics
Seminal works
- lorensen1987
- bloomenthal1997
Frequently asked questions
- تفاوت بین مدل سطحی و مدل صلب چیست؟
- یک مدل سطحی فقط پوسته بیرونی یک شیء را توصیف میکند که ممکن است یک حجم کاملاً تعریفشده را در بر نگیرد، در حالی که یک مدل صلب یک داخل و خارج سازگار را تضمین میکند که برای شبیهسازی و ساخت ضروری است.
- میدان فاصله علامتدار چیست؟
- این تابعی است که برای هر نقطه در فضا، فاصله تا نزدیکترین سطح را با علامتی که داخل یا خارج را نشان میدهد، ارائه میدهد؛ خود سطح جایی است که مقدار صفر است، و این نمایش، ترکیب و پرسوجوهای برخورد را آسان میکند.