Ternary-Catmull-Clark Subdivision Surfaces (TCC Subdivision)

Computergrafik, Flächentypen, Freiformflächen, Ternary-Catmull-Clark, Oberflächen, Computer Aided Geometric Design, Unterteilungsflächen, Special Features, Modellierung

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Campus Minden
Artilleriestr. 9
32427 Minden

Projektleitung
Prof. Dr. Kerstin Müller

Projektbeteiligung
CFS Mathematisch-Technische Software
Dr.-Ing. Christoph Fünfzig
Hauserbachstr. 7
53894 Mechernich

Homebase2 GmbH
Auf dem Grethel 30
30457 Hannover
www.homebase2.com

TU Kaiserslautern, AG Computergraphik und HCI
Prof. Dr. Hans Hagen
Gottlieb-Daimler-Str.
67663 Kaiserslautern

Arizona State University, USA, Prism Lab
Gerald Farin
699 S. Mill Ave, Suite 350
Tempe AZ 85281
United States

Laufzeit
September 2015 - August 2016

Projektförderung
Fachhochschule Bielefeld, hochschulinterner Forschungsfonds

Kurzbeschreibung
Das Projekt hat das Ziel, eine verbesserte Softwareumgebung zur mathematischen Modellierung von innovativen Freiformflächen prototypisch zu entwickeln. Ergebnisse eines erfolgreichen Freiformflächen-Designs finden sich in zahlreichen Alltagsprodukten wie Autokonsolen wieder. Auch im Entertainment-Bereich werden Hauptdarsteller in computergenerierten Filmen komplett mit Freiformflächen modelliert. Zur Generierung dieser Freiformflächenmodelle werden zurzeit hauptsächlich nicht-uniforme rationale B-Spline-Flächen (NURBS) und Unterteilungsflächen verwendet. NURBS-Flächen basieren auf n x m Kontrollnetzen und sind nur mit hohem Aufwand auf komplexe Oberflächen anwendbar. Unterteilungsflächen hingegen ermöglichen auch die einfache Modellierung komplexer Oberflächen und sind in Modellierungssoftwarepaketen wie Autodesk Maya, Cinema4D etc. integriert.
Das aktuelle Projekt TCC Subdivision basiert auf DINUS Unterteilungsflächen und hat das Ziel, eine Software zur Realisierung und Testung neuer Unterteilungs-Flächentypen prototypisch zu entwickeln. Die Softwareumsetzung des Prototypen ist modular aufzubauen, damit neue Unterteilungsschema und Unterteilungsregeln effizient eingefügt und getestet werden können.
Zum Testen müssen verschiedene Modellierungsoperationen und Visualisierungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen. Weitere Anforderung an die Software ist eine einfache Handhabbarkeit, um sie in der Lehre einsetzen zu können. Ternary Catmull Clark Unterteilungsflächen bieten den Vorteil, dass eine größere Anzahl neuer Kontrollpunkte beim Unterteilen zur Verfügung stehen. Diese Punkte bieten beim Einsatz von Special Features wie z. B. scharfen Kanten ein größeres Potenzial zur Modifikation, um neue Formen zu erzielen.
Der wesentliche Innovationsschritt des Projektes besteht darin, die erforderlichen Unterteilungsregeln und einen Regelsatz für neue Special Features für Ternary Catmull Clark Flächen zu entwickeln und in der prototypischen Entwicklungsumgebung zu implementieren.