Introduzione alla modellazione di solidi
Pages: 416
ISBN: 9788820464844
Edition: 1a edizione 1990
Publisher code: 725.18
Availability: Nulla
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Lo scopo di Introduzione alla modellazione di solidi è la costruzione e l'elaborazione di rappresentazioni di «informazioni complete» di oggetti solidi tridimensionali, una tecnologia estremamente importante per accrescere la capacità di applicazioni come il CAD, la robotica e l'animazione tridimensionale al computer.
Questo libro è il primo testo dedicato solo alla modellazione di solidi. Oltre che offrire una buona panoramica dell'attività attuale dell'intera area che si evolve rapidamente (prima parte), il libro offre una descrizione bottom-up di un semplice sistema di modellazione di solidi (seconda parte), presentando programmi in C testati e funzionanti. Insieme a numerosi esercizi di programmazione, presentati come problemi, i codici riassumono un modellatore di solidi semplice ma pienamente funzionale che può essere facilmente interfacciato con le facilities grafiche disponibili ad esempio nei moderni personal computer.
Questo libro è utile non solo a coloro che sono di fatto impegnati nella progettazione e implementazione di sistemi di modellazione, ma anche a coloro a cui servono conoscenze qualitative sulla tecnologia della modellazione di solidi; ad esempio per saper selezionare un sistema commerciale per un'applicazione o per saper sviluppare nuove applicazioni su un sistema esistente. Quanti lavorano nei campi prima menzionati o che sono in generale interessati alla computer graphics tridimensionale troveranno questo libro utile per approfondire il proprio bagaglio culturale: Per i docenti il libro costituisce il testo ideale per un corso trimestrale avanzato sulla grafica tridimensionale.
M. Mántylá è professore di tecnologia della computazione all'Università di Helsinki.
Prefazione
Contenuto del libro
Ringraziamenti
Parte I - Fondamenti
1. Introduzione
I .Scopi della modellazione
2. Modelli al computer
2.1. Modelli geometrici
2.2. Modellazione di solidi
3. Problemi di modellazione di solidi
3. 1. Completezza
3.2. IntegritĂ
3.3. ComplessitĂ e copertura geometrica
3.4. Natura della computazione geometrica
4. Sistema di modellazione di solidi
Problemi
Note bibliografiche
2. Modelli grafici
1 . Primitive di base della modellazione 1. 1. Punti
1.2. Linee
1.3. Punti e rette indipendenti
1.4. Scopi del disegno
2. Raggruppamenti
2. 1. Oggetti
2.2. Simboli grafici
3. Estensioni p
3. 1. Tecniche di costruzione
3.2. Sistemi con vincoli
3.3. Disegni parametrici
Problemi
Note bibliografiche
3. Modelli geometricamente completi
1 . Problemi sui modelli grafici
2. Una visione a tre livelli della modellazione
3. Modelli matematici di solidi
4. Modelli point-set
4. 1. RigiditĂ
4.2. RegolaritĂ
4.3. Finitezza della rappresentazione
5. Modelli basati sulle superfici
5.1. 2-varietĂ
5.2. Limiti dei modelli di varietĂ
5.3. Modelli piani di 2-varietĂ
5.4. Definizione formale dei modelli piani
5.5. Modelli piani realizzabili
5.6. La caratteristica di Eulero
5.7. Superfici con frontiera
5.8. DualitĂ
5.9. Copertura di modelli piani
6. Schemi di rappresentazione
6. 1. ProprietĂ degli schemi di rappresentazione
7. Istanziazione di primitive
7. 1. Concetti per l'istanziazione di una primitiva
7.2. ProprietĂ dell'istanziazione di una primitiva
8. Una tassonomia di modelli di solidi
Problemi
Note bibliografiche
4. Modelli di decomposizione
1 . Enumerazione esaustiva
1. 1. Costruzione di enumerazioni esaustive
1.2. Usi della enumerazione esaustiva
1.3. ProprietĂ dell'enumerazione esaustiva
2. Schemi di suddivisione dello spazio
2. 1. La rappresentazione degli alberi 8-ari (octree)
2.2. Suddivisione binaria dello spazio
2.3. Suddivisione linearizzata dello spazio
2.4. Ricerca geometrica mediante suddivisione
3. Decomposizione di celle
3. 1. Rappresentazione delle decomposizioni di celle
3.2. ProprietĂ delle decomposizioni di celle
Problemi
Note bibliografiche
5. Modelli costruttivi
1 .Modelli semispaziali
1.1. Semispazi
1.2. Operazioni booleane
1.3. Rappresentazione di modelli semispaziali
1.4. ProprietĂ dei modelli semispaziali
2. Geometria solida costruttiva
2. 1. Rappresentazione dei modelli CSG
2.2. Algoritmi per modelli CSG
2.3. Primitive CSG generalizzate
2.4. ProprietĂ dei modelli CSG
Problemi
Note bibliografiche
6. Modelli di frontiera
1 .Concetti base
2. Strutture dati di frontiera
2. 1. Modelli di frontiera basati sui poligoni
2.2. Modelli di frontiera basati sui vertici
2.3. Modelli di frontiera basati sugli archi
2.4. Facce con parecchie frontiere
3. ValiditĂ dei modelli di frontiera
4. Descrizione di modelli di frontiera
4. 1. Conversione da CSG
4.2. Disegni a due dimensioni e mezzo
4.3. Modifiche locali
5. Algoritmi per modelli di frontiera
5. 1. Visualizzazione
5.2. ProprietĂ integrali
6. ProprietĂ dei modelli di frontiera
Problemi
Note bibliografiche
7. Modellatori ibridi
1 .Per quale motivo rappresentazioni multiple?
2. Problemi dei modellatori ibridi
2. 1. Conversioni
2.2. Consistenza
2.3. Transazioni di modellazione
3. Architetture ibride
4. Modellatori distribuiti
5. Altri approcci ibridi
Problemi
Note bibliografiche
Parte II - Il banco di lavoro geometrico (GWB)
8. Verso il banco di lavoro geometrico
1. Obiettivi della progettazione del GWB
2. Architettura di GWB
2. 1. Strati di GWB
2.2. Una analogia: linguaggi dei computer
Problemi
9. Operatori di Eulero
1 .Manipolazione di modelli piani
1. 1. Operazioni topologiche locali
1.2. Operazioni topologiche globali
1.3. SoliditĂ delle operazioni di un modello piano
2. Manipolazione di modelli di frontiera
2. 1. Notazione e convenzioni
2.2. Primitive scheletriche: MVFS e KVFS
2.3. Manipolazioni locali
2.4. Manipolazioni globali: KFMRH e MFKRH
3. Un esempio di operatori di Eulero
4. ProprietĂ degli operatori di Eulero
4. 1. La formula di Eulero-Poincaré rivisitata
4.2. ProprietĂ algebriche degli operatori di Eulero
4.3. Potenza descrittiva degli operatori di Eulero
Problemi
Note bibliografiche
10. Struttura dati di semiarchi
1. Specifiche
2. Panoramica sulle strutture dati
2. 1. Rappresentazione di un grafo
2.2. Rappresentazione dell'identificazione
2.3. Cicli vuoti
3. Dettagli di implementazione
4. Accesso alla struttura dati
4. 1. Accesso gerarchico
4.2. Accesso sugli archi
5. Note
Problemi
Note bibliografiche
11. lmplementazione degli operatori di Eulero
1. Panoramica
2. Un allocatore di memoria
2. 1. Procedure di liste collegate
2.2. Procedure di semiarchi
3. Operatori di Eulero di basso livello
3. 1. MVFS
3.2. LMEV
3.3. LMEF
3.4. LKEMR
4. Operatori di Eulero di alto livello
5. Sequenze di chiamata di C
5. 1. Operatori di Eulero di basso livello
5.2. Operatori di Eulero di alto livello
Problemi
12. Algoritmi di base della modellazione
1 .Motivazione
2. Generazione di archi
3 .Primitive di spostamento
3. 1. Spostamento traslatorio
3.2. Spostamento rotatorio
4. Saldatura
4. 1. Unione di solidi
4.2. Saldatura di cicli
5 .Movimento rotatorio rivisitato
Problemi
Note bibliografiche
13. Algoritmi geometrici
1 .Equazioni delle facce
2. Algoritmi di contenimento e intersezione
2. 1. Uguaglianza dei vertici
2.2. Contenimento vertice-arco
2.3. Contenimento vertice-ciclo
2.4. Intersezione di rette
3. ProprietĂ integrali
3. 1. Volume
3.2. Area totale
Problemi
14. Algoritmi di separazione
1 .Il problema
2. Panoramica
2. 1. Passo di riduzione
2.2. Classificazione degli intorni dei vertici
2.3. Computo del risultato
3. Linee guida dell'algoritmo
4. Passo di riduzione
5. Classificatore degli intorni dei vertici
5. 1. Regole di riclassificazione
5.2. Implementazione del classificatone
6. Inserzione di archi nulli
6.1. Regole di inserzione
6.2. Procedure di inserzione
7. Collegamento di archi nulli
7. 1. Ordine di collegamento
7.2. Implementazione dell'algoritmo di collegamento
8. Classificazione di facce
9. Taglio
Problemi
Note bibliografiche
15. Operazioni booleane
1 .Introduzione
2. Presentazione del problema
3. Classificazione della frontiera
4. L'algoritmo
5. Passo di riduzione
6. Classificatori degli intorni dei vertici
6. 1. Classificazione vertice-faccia
6.2. Classificazione vertice-vertice
7. Unione di archi nulli
8. Generazione del risultato
9. Osservazioni finali
Problemi
Note bibliografiche
Annullamento
1 .Motivazione
2. Panoramica
3. Una struttura dati di log di undo
4. Operatori di Eulero di annullamento
5. Altre operazioni annullabili
6. Gestione di transazioni
7. Applicazioni dell'annullamento
7. 1. Recupero all'indietro di errori
7.2. Operazioni sui file dei solidi
Problemi
Note bibliografiche
17. Un'interfaccia utente
1 .Liv
Contenuto del libro
Ringraziamenti
Parte I - Fondamenti
1. Introduzione
I .Scopi della modellazione
2. Modelli al computer
2.1. Modelli geometrici
2.2. Modellazione di solidi
3. Problemi di modellazione di solidi
3. 1. Completezza
3.2. IntegritĂ
3.3. ComplessitĂ e copertura geometrica
3.4. Natura della computazione geometrica
4. Sistema di modellazione di solidi
Problemi
Note bibliografiche
2. Modelli grafici
1 . Primitive di base della modellazione 1. 1. Punti
1.2. Linee
1.3. Punti e rette indipendenti
1.4. Scopi del disegno
2. Raggruppamenti
2. 1. Oggetti
2.2. Simboli grafici
3. Estensioni p
3. 1. Tecniche di costruzione
3.2. Sistemi con vincoli
3.3. Disegni parametrici
Problemi
Note bibliografiche
3. Modelli geometricamente completi
1 . Problemi sui modelli grafici
2. Una visione a tre livelli della modellazione
3. Modelli matematici di solidi
4. Modelli point-set
4. 1. RigiditĂ
4.2. RegolaritĂ
4.3. Finitezza della rappresentazione
5. Modelli basati sulle superfici
5.1. 2-varietĂ
5.2. Limiti dei modelli di varietĂ
5.3. Modelli piani di 2-varietĂ
5.4. Definizione formale dei modelli piani
5.5. Modelli piani realizzabili
5.6. La caratteristica di Eulero
5.7. Superfici con frontiera
5.8. DualitĂ
5.9. Copertura di modelli piani
6. Schemi di rappresentazione
6. 1. ProprietĂ degli schemi di rappresentazione
7. Istanziazione di primitive
7. 1. Concetti per l'istanziazione di una primitiva
7.2. ProprietĂ dell'istanziazione di una primitiva
8. Una tassonomia di modelli di solidi
Problemi
Note bibliografiche
4. Modelli di decomposizione
1 . Enumerazione esaustiva
1. 1. Costruzione di enumerazioni esaustive
1.2. Usi della enumerazione esaustiva
1.3. ProprietĂ dell'enumerazione esaustiva
2. Schemi di suddivisione dello spazio
2. 1. La rappresentazione degli alberi 8-ari (octree)
2.2. Suddivisione binaria dello spazio
2.3. Suddivisione linearizzata dello spazio
2.4. Ricerca geometrica mediante suddivisione
3. Decomposizione di celle
3. 1. Rappresentazione delle decomposizioni di celle
3.2. ProprietĂ delle decomposizioni di celle
Problemi
Note bibliografiche
5. Modelli costruttivi
1 .Modelli semispaziali
1.1. Semispazi
1.2. Operazioni booleane
1.3. Rappresentazione di modelli semispaziali
1.4. ProprietĂ dei modelli semispaziali
2. Geometria solida costruttiva
2. 1. Rappresentazione dei modelli CSG
2.2. Algoritmi per modelli CSG
2.3. Primitive CSG generalizzate
2.4. ProprietĂ dei modelli CSG
Problemi
Note bibliografiche
6. Modelli di frontiera
1 .Concetti base
2. Strutture dati di frontiera
2. 1. Modelli di frontiera basati sui poligoni
2.2. Modelli di frontiera basati sui vertici
2.3. Modelli di frontiera basati sugli archi
2.4. Facce con parecchie frontiere
3. ValiditĂ dei modelli di frontiera
4. Descrizione di modelli di frontiera
4. 1. Conversione da CSG
4.2. Disegni a due dimensioni e mezzo
4.3. Modifiche locali
5. Algoritmi per modelli di frontiera
5. 1. Visualizzazione
5.2. ProprietĂ integrali
6. ProprietĂ dei modelli di frontiera
Problemi
Note bibliografiche
7. Modellatori ibridi
1 .Per quale motivo rappresentazioni multiple?
2. Problemi dei modellatori ibridi
2. 1. Conversioni
2.2. Consistenza
2.3. Transazioni di modellazione
3. Architetture ibride
4. Modellatori distribuiti
5. Altri approcci ibridi
Problemi
Note bibliografiche
Parte II - Il banco di lavoro geometrico (GWB)
8. Verso il banco di lavoro geometrico
1. Obiettivi della progettazione del GWB
2. Architettura di GWB
2. 1. Strati di GWB
2.2. Una analogia: linguaggi dei computer
Problemi
9. Operatori di Eulero
1 .Manipolazione di modelli piani
1. 1. Operazioni topologiche locali
1.2. Operazioni topologiche globali
1.3. SoliditĂ delle operazioni di un modello piano
2. Manipolazione di modelli di frontiera
2. 1. Notazione e convenzioni
2.2. Primitive scheletriche: MVFS e KVFS
2.3. Manipolazioni locali
2.4. Manipolazioni globali: KFMRH e MFKRH
3. Un esempio di operatori di Eulero
4. ProprietĂ degli operatori di Eulero
4. 1. La formula di Eulero-Poincaré rivisitata
4.2. ProprietĂ algebriche degli operatori di Eulero
4.3. Potenza descrittiva degli operatori di Eulero
Problemi
Note bibliografiche
10. Struttura dati di semiarchi
1. Specifiche
2. Panoramica sulle strutture dati
2. 1. Rappresentazione di un grafo
2.2. Rappresentazione dell'identificazione
2.3. Cicli vuoti
3. Dettagli di implementazione
4. Accesso alla struttura dati
4. 1. Accesso gerarchico
4.2. Accesso sugli archi
5. Note
Problemi
Note bibliografiche
11. lmplementazione degli operatori di Eulero
1. Panoramica
2. Un allocatore di memoria
2. 1. Procedure di liste collegate
2.2. Procedure di semiarchi
3. Operatori di Eulero di basso livello
3. 1. MVFS
3.2. LMEV
3.3. LMEF
3.4. LKEMR
4. Operatori di Eulero di alto livello
5. Sequenze di chiamata di C
5. 1. Operatori di Eulero di basso livello
5.2. Operatori di Eulero di alto livello
Problemi
12. Algoritmi di base della modellazione
1 .Motivazione
2. Generazione di archi
3 .Primitive di spostamento
3. 1. Spostamento traslatorio
3.2. Spostamento rotatorio
4. Saldatura
4. 1. Unione di solidi
4.2. Saldatura di cicli
5 .Movimento rotatorio rivisitato
Problemi
Note bibliografiche
13. Algoritmi geometrici
1 .Equazioni delle facce
2. Algoritmi di contenimento e intersezione
2. 1. Uguaglianza dei vertici
2.2. Contenimento vertice-arco
2.3. Contenimento vertice-ciclo
2.4. Intersezione di rette
3. ProprietĂ integrali
3. 1. Volume
3.2. Area totale
Problemi
14. Algoritmi di separazione
1 .Il problema
2. Panoramica
2. 1. Passo di riduzione
2.2. Classificazione degli intorni dei vertici
2.3. Computo del risultato
3. Linee guida dell'algoritmo
4. Passo di riduzione
5. Classificatore degli intorni dei vertici
5. 1. Regole di riclassificazione
5.2. Implementazione del classificatone
6. Inserzione di archi nulli
6.1. Regole di inserzione
6.2. Procedure di inserzione
7. Collegamento di archi nulli
7. 1. Ordine di collegamento
7.2. Implementazione dell'algoritmo di collegamento
8. Classificazione di facce
9. Taglio
Problemi
Note bibliografiche
15. Operazioni booleane
1 .Introduzione
2. Presentazione del problema
3. Classificazione della frontiera
4. L'algoritmo
5. Passo di riduzione
6. Classificatori degli intorni dei vertici
6. 1. Classificazione vertice-faccia
6.2. Classificazione vertice-vertice
7. Unione di archi nulli
8. Generazione del risultato
9. Osservazioni finali
Problemi
Note bibliografiche
Annullamento
1 .Motivazione
2. Panoramica
3. Una struttura dati di log di undo
4. Operatori di Eulero di annullamento
5. Altre operazioni annullabili
6. Gestione di transazioni
7. Applicazioni dell'annullamento
7. 1. Recupero all'indietro di errori
7.2. Operazioni sui file dei solidi
Problemi
Note bibliografiche
17. Un'interfaccia utente
1 .Liv
Serie: Informatica: strumenti
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