Nghiên cứu kỹ thuật số hóa hiện vật sử dụng công nghệ 3d

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu kỹ thuật số hóa vật sử dụng công nghệ 3D” công trình nghiên cứu cá nhân tìm hiểu, nghiên cứu hướng dẫn PGS.TS ĐỖ NĂNG TOÀN Các kết hoàn toàn trung thực, toàn nội dung nghiên cứu luận văn, vấn đề trình bày tìm hiểu nghiên cứu cá nhân trích dẫn từ nguồn tài liệu trích dẫn thích đầy đủ TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đinh Thị Hương ii LỜI CẢM ƠN Học viên xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới tập thể thầy cô giáo Viện công nghệ thông tin, thầy cô giáo Trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông - Đại học Thái Nguyên mang lại cho học viên kiến thức vô quý giá bổ ích suốt trình học tập chương trình cao học trường Đặc biệt học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS ĐỖ NĂNG TOÀN định hướng khoa học đưa góp ý, gợi ý, chỉnh sửa quý báu, quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Cuối cùng, học viên xin chân thành cảm ơn bạn bè đồng nghiệp, gia đình người thân quan tâm, giúp đỡ chia sẻ với học viên suốt trình học tập Do thời gian kiến thức có hạn nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót định Học viên mong nhận góp ý quý báu thầy cô bạn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2016 HỌC VIÊN Đinh Thị Hương iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ ĐỒ HỌA 3D VÀ BÀI TOÁN SỐ HÓA HIỆN VẬT 1.1 Khái quát đồ họa 3D .3 1.1.1 Đồ họa 3D 1.1.2 Các kỹ thuật đồ họa 1.1.2.1 Kỹ thuật đồ hoạ điểm (Sample based-Graphics) 1.2.2.2 Kỹ thuật đồ họa Vector 1.1.3 Các chuẩn giao diện hệ đồ hoạ 10 1.1.4 Phần mềm đồ hoạ (Graphics Software) 10 1.1.5 Phần cứng đồ hoạ (Graphics Hardware) 12 1.1.6 Các ứng dụng đồ hoạ 3D .13 1.2 Bài toán số hóa vật 3D .14 1.2.1 Giới thiệu toán số hóa 14 1.2.2 Quy trình số hóa 17 1.2.3 Ưu điểm hạn chế 18 CHƯƠNG 2: MỘT SỐ KỸ THUẬT SỐ HÓA 3D .20 2.1 Các dạng hình học 20 2.1.1 Shape 20 2.1.2 Cube .20 2.1.3 Cylinder 20 2.1.4 Cone .21 2.1.5 Sphere 21 2.1.6 Ưu nhược điểm 22 iv 2.2 Kỹ thuật sử dụng máy quét chiều 22 2.2.1 Khái niệm máy quét chiều 22 2.2.2 Ý tưởng .24 2.2.3 Sử dụng máy quét với Planmeca Romexis 24 2.3 Kỹ thuật sử dụng phần mềm chuyên dụng .25 2.4 Kỹ thuật Marching cubes 28 2.4.1 Ý tưởng .28 2.4.2 Cách thức thực .29 2.4.3 Ưu nhược điểm thuật toán Marching Cubes 33 2.5 Kỹ thuật Shear-warp 34 2.5.1 Ý tưởng .34 2.5.2 Cách thức thực 34 2.5.3 Ưu nhược điểm 37 2.6 Các phương pháp biểu diễn bề mặt đa giác 3D .37 2.6.1 Bề mặt đa giác 37 2.6.1.1 Biểu diễn lưới đa giác 38 2.6.1.2 Phương trình mặt phẳng .41 2.6.2 Đơn giản bề mặt - Thuật toán “độ đo sai số bậc hai QEM” (Quadric Error Metric) 44 2.6.2.1 Một số khái niệm giả thiết ban đầu thuật toán 45 2.6.2.2 Ý tưởng bước thuật toán 50 2.6.2.3 Kiểm tra tính toàn vẹn 52 CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 54 3.1 Bài toán xây dựng phòng truyền thống ảo trường THPT chuyên tỉnh Bắc Kạn.54 3.2 Phân tích lưạ chọn công cụ 54 3.2.1 Số hóa 54 3.2.2 Đặc tả yêu cầu .55 3.2.3 Mô hình ca sử dụng 55 3.2.4 Mô tả ca sử dụng tác nhân tương ứng 55 3.2.5 Về công cụ 59 v 3.3 Kết thử nghiệm 59 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .65 Tiếng Việt .65 Tiếng Anh .65 Internet 66 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 William Fetter kĩ thuật đồ họa máy tính năm 1960 .3 Hình 1.2 William Fetter xây dựng mô hình buồng lái máy bay cho hãng Boeing .4 Hình 1.3 Bề mặt chiếu sáng hai loại nguồn sáng Hình 1.4 Ảnh đồ hoạ điểm Hình 1.5.Kỹ thuật đồ hoạ điểm Hình 1.6 Mô hình đồ hoạ vector Hình 1.7 Ví dụ đồ hoạ vector Hình 1.8 Giao diện phần mềm 3Ds Max 11 Hình 1.9 Giao diện người sử dụng hệ thống máy tính 3D 11 Hình 1.10 Các thành phần cứng hệ đồ hoạ tương tác 12 Hình 1.11 Các ứng dụng kỹ thuật đồ hoạ 14 Hình 1.12 Số hóa tài liệu .15 Hình1.13 Quy trình số hóa 17 Hình 2.1 Định nghiã thành phần Cube 3D 20 Hình 2.2 Định nghiã thành phần Cylinder 3D .21 Hình 2.3 Định nghiã thành phần Cone 3D 21 Hình 2.4 Định nghiã thành phần Sphere 3D 22 Hình 2.5 Máy quét chiều 23 Hình 2.6 Số hóa vật 3D dựa vào phần mềm 28 Hình 2.7 Chọn tế bào từ khối liệu 29 Hình 2.8 So sánh giá trị đỉnh với isovalue 30 Hình 2.9Đánh dấu đỉnh nằm mặt phẳng .30 Hình 2.10 Xây dựng bề mặt theo giá trị đỉnh .30 Hình 2.11 Các trường hợp đối xứng .31 Hình 2.1215 trường hợp sau giản ước 31 Hình 2.13 Tạo số cho đỉnh cạnh 31 Hình 2.14 Nội suy tính vị trí đỉnh tam giác .32 vii Hình 2.15Hai mặt giao tạo lỗ 32 Hình 2.16 Những mặt khác trường hợp 33 Hình 2.17 Minh họa thuật toán Shear-warp 34 Hình 2.18 Các lát cắt khối liệu dịch chuyển .35 Hình 2.19 Ma trận xem 36 Hình 2.20 Lưới đa giác xác định số danh sách đỉnh 39 Hình 2.21 Lưới đa giác xác định danh sách cạnh cho đa giác ( λ biểu diễn giá trị rỗng) .40 Hình 2.22 Biểu diễn mặt cầu lưới đa giác 41 Hình 2.23 Một vật thể gồm nhiều khối hộp đặt sát giảm thiểu theo cách .46 Hình 2.24 Đơn giản hóa bề mặt .47 Hình 2.25 Sau loại bỏ cặp xuất mặt bị ngược .52 Hình 2.26 Giải pháp QEM 52 Hình 3.1 Ảnh phòng trưng bày ảo nhìn từ vào 60 Hình 3.2 Ảnh góc phòng trưng bày ảnh cán lãnh đạo, tiêu biểu .61 Hình 3.3 Ảnh phòng trưng bày 3D vật bàn ghế, cờ thi đua, ti vi 61 Hình 3.4 Ảnh phòng trưng bày với vật nhìn từ 62 Hình 3.5 Ảnh góc phòng trưng bày .62 viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Đồ hoạ điểm đồ hoạ vector Bảng 2.1 Phần mềm hình ảnh Planmeca Romexis®: 26 Bảng 2.2 Cài đặt phần mềm 27 MỞ ĐẦU Trong năm gần việc sử dụng nhập vai thực ảo xu hướng công nghệ tương đối thích thú cộng đồng nghiên cứu phát triển khoa học, quân công nghiệp Tuy nhiên công nghệ VR thức, nghiên cứu mở rộng quân sự, khoa học áp dụng vào nhiều lĩnh vực giáo dục, nghệ thuật, văn hóa Nghiên cứu công nghệ thực ảo bảo tàng, tái tạo không gian cổ xưa giúp người dùng có nhìn trực quan hơn, gìn giữ phát huy giá trị tốt đẹp nhân loại, hay toán công nghiệp áp dụng công nghệ 3D tạo sản phẩm có hình dạng phức tạp, giá thành rẻ mà trước thủ công làm Ứng dụng công nghệ thực ảo khối công việc chia làm hai mảng là: Mô hình hóa điều khiển Để có ứng dụng tốt, đẹp mắt chân thực nhiệm vụ mô hình hóa việc quan trọng bước đánh giá quan trọng nhiều so với việc lập trình điều khiển, ứng dụng đòi hỏi độ chân thực cao lĩnh vực bảo tàng hay lĩnh vực liên quan đến bảo tồn lưu trữ Nó đòi hỏi độ xác cao kích thước hình dáng, màu sắc Học viên nhận thấy công việc mô hình hóa hay số hóa đối tượng 3D quan trọng luận văn lựa chọn đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật số hóa vật sử dụng công nghệ 3D” nhằm hệ thống hóa quy trình, phương pháp số hóa vật thông dụng đồng thời nghiên cứu nhằm đạt kết mô hình sử dụng cho ứng dụng đảm bảo yêu cầu thời gian thực ứng dụng thực ảo Cấu trúc luận văn bao gồm “Phần mở đầu”, “Phần kết luận” ba chương nội dung, cụ thể: Chương 1: “Khái quát đồ họa 3D toán số hóa vật” Nội dung “Chương 1” vấn đề đồ họa 3D, đồng thời nêu lên toán số hóa vật vai trò ứng dụng thực ảo Chương 2: “Một số kỹ thuật số hóa 3D” Đây nội dung luận văn, tập trung trình bày phương pháp số hóa 3D, vấn đề liên quan đến xử lý để tối ưu hóa mô hình kết tốt bề mặt đảm bảo tốc độ tính toán Chương 3:“Chương trình thử nghiệm” Đây chương học viên trình bày kết thử nghiệm số hóa Phòng truyền thống Trường THPT Chuyên Bắc Kạn Đây sản phẩm thể kết trình bày, tổng hợp luận văn 52 2.6.2.3 Kiểm tra tính toàn vẹn Chúng ta phân tích thêm số yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng đầu mà thuật toán QEM xem xét giải cách gia tăng thêm trọng số để vòng lặp không lựa chọn phải phương án Yếu tố thứ bề mặt vật thể có chi tiết đặc biệt dễ gây tác động đến người xem ví dụ nếp nhăn, trình thực mà loại bỏ chi tiết nhiều trường hợp không chấp nhận Về mặt hình học, chi tiết nằm vùng có độ cong biến đổi lớn, có số nghiên cứu rằng, việc đánh giá sai số hàm bậc hai QEM vùng bị động chạm đến, vậy, thân thuật toán loại bỏ yếu tố Yếu tố thứ hai cần xem xét có số trường hợp sau loại bỏ cặp đỉnh thay vào cặp đỉnh hình dạng cuối bị thay đổi đột ngột Chúng ta xem hình vẽ : Hình 2.25 Sau loại bỏ cặp xuất mặt bị ngược Về mặt hình học, mặt bị thay có vectơ pháp tuyến gần ngược với mặt ban đầu Giải pháp phổ biến dễ hình dung phải kiểm tra vectơ pháp tuyến so với ban đầu, góc tạo hai vectơ lớn ngưỡng biến đổi coi gán trọng số lớn Thuật toán QEM sử dụng phương án khác Chúng ta xem hình vẽ Hình 2.26 Giải pháp QEM 53 Mỗi đỉnh vi có tập cạnh đối diện tam giác tương ứng không chứa vj, lập tập mặt phẳng qua cạnh vuông góc với mặt tam giác chứa cạnh đó, để tránh cho vị trí v không tạo tượng lật ngược mặt trình bày vi v phải phía với tất mặt phẳng vừa tạo Làm phép kiểm tra tương tự v vj Nếu hai phép kiểm tra bị vi phạm phép loại bỏ hai cặp đỉnh bị gán trọng số lớn 54 CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH THỬ NGHIỆM 3.1 Bài toán xây dựng phòng truyền thống ảo trường THPT chuyên tỉnh Bắc Kạn Phòng Truyền thống trường THPT chuyên Bắc Kạn nơi lưu giữ trưng bày hình ảnh, tư liệu, vật trình hình thành phát triển, hoạt động giáo dục, nghiên cứu khoa học nhà trường Phòng Truyền thống nơi giúp hệ cán bộ, giáo viên, học sinh phụ huynh nắm rõ truyền thống vẻ vang nhà trường từ thành lập Từ đó, hệ giáo viên học sinh sau có thêm động lực, trách nhiệm phát huy truyền thống đạt nhà trường Bên cạnh ý nghĩa lớn lao đó, thân học viên công tác giảng dạy trường với mong muốn áp dụng kết đề tài có ý nghĩa thiết thực Việc xây dựng phòng truyền thống ảo bao gồm hai bước : số hóa vật có phòng truyền thống lập trình điều khiển + Hiện vật cần số hóa: Mô hình 3D phòng trưng bày ảo vật 3D bao gồm nhiều thành phần bên khung phòng truyền thống, tường, cửa vào, bàn ghế, khen, giấy khen, bảng vàng vinh danh giáo viên học sinh qua học kỳ, băng ghi âm, video,… + Tính phần mềm: Chương trình trình diễn phòng trưng bày ảo, xem, di chuyển đến vị trí của phòng để xem vật trưng bày 3.2 Phân tích lưạ chọn công cụ 3.2.1 Số hóa Đa số vật cần số hóa dạng không phức tạp cần sử dụng máy quét Vì học viên lựa chọn phương pháp dựng hình phần mềm chuyên dụng sử dụng phần mềm đồ họa 3DSMAX 2014 Đây cách tối ưu để số hóa vật Ví dụ số hóa khen sử dụng 3DSMax Chọn dạng hình học tương đồng với khen hình hộp chữ nhật Tùy chọn dạng kích thước Thông qua số bước dựng hình ta có mô hình 3D khen giống đời thực, đảm bảo lượng vertex tối thiểu phục vụ tốt cho trình 55 3.2.2 Đặc tả yêu cầu Phần mềm trưng bày phòng truyền thống ảo trường THPT Chuyên Bắc Cạn với đầu vào mô hình không gian phòng truyền thống, vật gồm bàn ghế, tivi, khen, bảng vàng vinh danh cán tiêu biểu Phần mềm phải thực nhiệm vụ sau: Cho phép người sử dụng lại thăm quan phòng truyền thống, tương tác với ti vi, chọn vật hiển thị thông tin (nếu có) 3.2.3 Mô hình ca sử dụng Tác nhân chương trình STT Tên tác nhân Ghi Người dùng sử dụng chương trình để Người sử dụng thăm quan, tìm hiểu thông tin phòng truyền thống ảo 3.2.4 Mô tả ca sử dụng tác nhân tương ứng Danh sách ca sử dụng tác nhân tương ứng Tên ca sử Mã ca sử dụng dụng Tác nhân Mô tả ca sử dụng Đọc tải liệu mô hình phòng truyền thống vào nhớ Tải liệu UC01 Người sử dụng theo định dạng đối tượng, Kết nối với sở liệu tải liệu vật vào nhớ chương 56 trình Vẽ cảnh UC02 Người sử dụng Vẽ phòng trưng bày, vật, ánh sáng Thay đối thông số vị trí, góc Dịch chuyển camera UC03 Người sử dụng quay camera theo yêu cầu người sử dụng (từ kiện bàn phím, chuột vv ) Cho phép người sử dụng lựa Chọn hiên vật UC04 Người sử dụng chọn vào vật mong muốn Mô tả chi tiết ca sử dụng: Usecase Name Usecase number Tải liệu UC01 Chức kích hoạt chương trình bắt đầu khởi động Brief Description Đọc tải liệu mô hình 3D phòng trưng bày vào nhớ theo định dạng đối tượng, Kết nối với sở liệu tải liệu vật vào nhớ chương trình Flow of Events Khi chương trình kích hoạt Đọc liệu mô hình phòng truyền thống từ file liệu hệ thống chuyển vào định dạng Scenegraphics để hệ thống Basic Flow hiển thị xử lý Đọc liệu vật 3D từ sở liệu Đọc liệu hình ảnh từ sở liệu Alternative Flows Exit Options Trường hợp tham số truyền vào không hợp lệ, chương trình xuất ngoại lệ Quá trình khởi tạo liệu kết thúc Special Requirements Pre Requirements Post Conditions Dữ liệu hệ thống tải hoàn thiện sẵn sàng cho việc 57 hiển thị thực chức khác Usecase Name Usecase number Vẽ cảnh UC02 Với thay đối chương trình phải tiến hành cập nhật lại hình Brief Description ảnh hiển thị cách vẽ lại phòng truyền thống đối tượng 3D, hình ảnh, ánh sáng Flow of Events Sau liệu tải Xóa hình Thiết lập thông số môi trường, camera, ánh sáng, vv Basic Flow Với đối tượng thực việc vẽ đối tượng theo tham số môi trường Hiển thị hình ảnh kết đến hình Alternative Flows Exit Options Trường hợp tham số truyền vào không hợp lệ, chương trình xuất ngoại lệ Mọi đối tượng vẽ, hình ảnh hiển thị đến hình Special Requirements Pre Requirements Post Conditions Hình ảnh phòng trưng bày cập nhật đến cửa sổ hiển thị Usecase Name Dịch chuyển camera Usecase number UC03 Brief Description Flow of Events Thay đối thông số vị trí, góc quay camera theo yêu cầu người sử dụng (từ kiện bàn phím, chuột ) Sau liệu tải Cập nhật lại vị trí camera theo kiện bàn phím Basic Flow Cập nhật lại góc quay camera theo trạng thái chuột Xây dựng lại ma trận dịch chuyển camera từ vị trí góc quay 58 Yêu cầu hệ thống vẽ lại cảnh Alternative Flows Exit Options Trường hợp tham số truyền vào không hợp lệ, chương trình xuất ngoại lệ Ma trận camera cập nhât, yêu cầu vẽ lại cảnh truyền Special Requirements Pre Requirements Post Conditions Usecase Name Usecase number Chọn vật UC04 Cho phép người sử dụng lựa chọn vào vật Brief Description Flow of Events mong muốn Sau liệu tải Lấy vị trí chuột tại, tính toán đường thẳng nối từ điểm nhìn vào cảnh theo vị trí chuột Với đối tượng tiến hành kiểm tra xem đường thẳng có va chạm với hình bao đối tượng hay không có tiến Basic Flow hành kiểm tra va chạm đường thẳng với đa giác cấu thành đối tượng có va chạm với đa giác lưu lại điểm đối tượng va chạm Sắp xếp điểm, đối tượng va chạm theo tiêu chí khoảng cách từ gốc đường thẳng đến điểm va chạm Đố tượng có điểm va chạm gần đối tượng cần tìm Alternative Flows Exit Options Trường hợp tham số truyền vào không hợp lệ, chương trình xuất ngoại lệ Đối tượng (hiện vật) chọn theo yêu cầu Special Requirements Pre Requirements Post Conditions Đối tượng (hiện vật) chọn theo yêu cầu 59 3.2.5 Về công cụ Yêu cầu hệ thống tối thiểu cài đặt phần mềm là: + Hệ điều hành: Microsoft ® Windows ® (SP1), Windows Windows ® 8.1 Professional hệ điều hành ® + Trình duyệt: Autodesk khuyến cáo phiên trình duyệt web sau để truy cập vào nội dung bổ sung trực tuyến: - Apple ® ® Safari trình duyệt web - Trình duyệt web Google Chrome - Microsoft ® Internet Explorer ® trình duyệt web - Trình duyệt web Mozilla Firefox + Phần cứng: - CPU AMD xử lý đa lõi 64-bit Intel - RAM GB (cấu hình đề nghị: 8GB) - Disk Space: 5GB không gian đĩa miễn phí để cài đặt - Card đồ họa 3D hỗ trợ thự viện OpenGL hỗ trợ lập trình CPU 3.3 Kết thử nghiệm Sau vật phòng truyền thống số hóa Là đầu vào cho lập trình điều khiển ta thu số kết hình vẽ Sau load đối tượng 3D vào hệ thống, tiếp đến trình tương tác, cho người sử dụng di chuyển vào không gian bàn phím giống vào không gian thật, tương tác với vật cách kích chuột vào đối tượng Người dùng thực chức xoay hình, biểu diễn vật thể góc độ 60 Hình 3.1 Ảnh phòng trưng bày ảo nhìn từ vào 61 Hình 3.2 Ảnh góc phòng trưng bày ảnh cán lãnh đạo, tiêu biểu Hình 3.3 Ảnh phòng trưng bày 3D vật bàn ghế, cờ thi đua, ti vi 62 Hình 3.4 Ảnh phòng trưng bày với vật nhìn từ t Hình 3.5 Ảnh góc phòng trưng bày 63 KẾT LUẬN Kết đạt luận văn Trong trình làm luận văn, học viên tìm hiểu trình số hóa, hiển thị đối tượng môi trường đồ họa chiều Việc nghiên cứu giải pháp thuật giải việc mô hình chiều phòng truyền thống ảo trường PTTH Chuyên Bắc Kạn để từ xây dựng lý thuyết ứng dụng phục vụ công tác tốt thật cần thiết Sau trình tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng, với nỗ lực thân hướng dẫn nhiệt tình từ PGS.TS Đỗ Năng Toàn em thu số kết sau:  Trình bày khái niệm đồ họa 3D toán số hóa vật  Hệ thống hoá số kỹ thuật số hóa 3D  Khai thác thư viện mã nguồn mở Open LG để thực số hóa  Xây dựng chương trình cho phép thao tác xử lý đối tượng 3D phòng truyền thống ảo trường PTTH Chuyên Bắc Kạn Qua em có nhìn tổng quan giới 3D xu hướng phát triển công nghệ 3D hỗ trợ tảng số hóa mô hình 3D Trong trình nghiên cứu tạo mô hình 3D, em tìm hiểu cách sử dụng số phần mềm thiết kế 3D 3Ds Max, Blender, SketchUp để hỗ trợ việc số hóa mô hình 3D Tuy cố gắng thời gian hạn hẹp kiến thức chuyên môn thân hạn chế nên luận văn em số thiếu sót sau:  Luận văn dừng lại mức độ mô hình hóa hiển thị đối tượng, chưa cung cấp công cụ hỗ trợ thiết ké chi tiết đối tượng 3D  Những tìm hiểu nghiên cứu em ngôn ngữ mô hình 3D dùng lại mức độ bản, mô hình 3D nhiều vấn đề nâng cao khác có tính ứng dụng cao nhiều  Cùng lúc em phải tìm hiểu cách xây dựng mô hình 3D từ phần mềm vẽ 3D 3Ds Max, Blender nên việc sử dụng phần mềm 64 chưa thực thành thạo vào chưa tạo đối tượng có mức độ sắc nét cao Các vấn đề tiếp tục nghiên cứu: Chương trình có khả xuất mô hình dạng file 3D Đây định dạng file có khả phát triển làm liệu đầu vào cho phần mềm để tương tác với đối tượng 3D như:  Nghiên cứu hiệu ứng ánh sáng khác phù hợp toán trưng bày ảo, nguồn sáng khác nhau: trần sáng, toán đa nguồn sáng  Nghiên cứu sâu vấn đề bóng đổ xử lý bóng đổ ứng dụng thực ảo nhằm tăng tốc khả tính toán  Nghiên cứu vấn đề trưng bày ảo để áp dụng thực tiễn chiếu sáng cho đối tượng nhập vai, phát viên ảo, bảo tàng thông minh 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Dương Anh Đức, Lê Đình Duy, Giới thiệu đồ hoạ chiều [2] Đặng Văn Đức, Lê Hải Khôi, Vũ Đức Thi, "Công nghệ thực ảo ứng dụng", Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học 30 năm thành lập Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam [3] Đề tài “Ứng dụng công nghệ thực ảo bảo tang di sản”, Đề tài cấp Viện KH&CN Việt Nam (2004-2006) [4] Nguyễn Thế Long, Trương Hồng Quang,Công nghệ Scan 3D ứng dụng [5] Hoàng Kiếm, Dương Anh Đức, Lê Đình Duy, Vũ Hải Quân (2003), Cơ sở đồ họa máy tính, NXB Giáo Dục [6] Trịnh Xuân Hùng, Lê Hải Khôi, Đỗ Năng Toàn, Trần Thanh Hiệp, Trịnh Hiền Anh, Hà Xuân Trường(2006), “Ứng dụng công nghệ thực ảo bảo tàng di sản” Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT”, Đà Lạt (15-17/6/2006), tr 356-367 [7] Trần Thanh Hiệp, Đỗ Năng Toàn, Phạm Tấn Năm, Trịnh Hiền Anh (2005), “Một kỹ thuật tiếp cận tạo mô hình chiều”, Kỷ yếu Hội thảo Quốc gia “Các vấn đề chọn lọc CNTT”, Hải Phòng (25-27/8/2005), tr 631-642 Tiếng Anh [8] George Lepouras, Costas Vassilakis,(2005), “Virtual museums for all: employing game technology for edutainment” Virtual Reality pp 96–106 [9] H Johan, Y.Koiso, T Nishita (2000), “Morphiong using Curve and Shape Interpolation Techniques”, Dept of Information Science Technical Report, University of Tokyo, p 53-62 [10] J A Davis, D.F McAllister (1998), “Morphing in Stereo Animation”, North Carolina State University, 1998 [11] John.Wiley.&.Sons.3ds.max.5.for.Dummies.eBook-LiB [12] Jurgen Weese, Roland Gocke, “ Fast voxel- based 2D/3D registration algorithm using a volume rendering method based on the shear warp 66 factorization”, University of Rostock Jurgen Weese, Roland Gocke, “ Fast voxel- based 2D/3D registration algorithm using a volume rendering method based on the shear warp factorization”, University of Rostock [13] Michitaka Hirose (2006), “Virtual Reality Technology and Museum Exhibit” The International Journal of Virtual Reality, 5(2) pp 31-36 [14] Michael Garland Paul S.Heckbert (1997), Surface Simplification Using Quadric Error Metrics, Camegie Mellon University [15] Planmeca ProMax® 3D Max.pdf [16] Philippe Lacroute, Marc Levoy (1994), “Fast Volume Rendering Using a Shear-Warp Factorization of the Viewing Transformation”, Computer graphics Proceedings, Annual Conference Serie 1994 [17] S.Y Lee, K.Y Chwa, S.Y Shin, G Wofberg (1995), “Image Metamorphosis Using Snakes and Free-Form Deformation”, SIGGRAPH, 1995 [18] Toby Breckon (2006), Visualization, UG4/M.Sc Course – 2006 The university of Eidinburgh [19] William E Lorensen, Harvey E Cline, “Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm” [20] W.K Lee N.M Thalmann, “Head Modeling from Pictures and Morphing in 3D with Metamorphosis based on triangulation”, MIRALab, CUI, University of Geneva Internet [21] http://sohoatailieu.com/vi/news/techonologys-news/so-hoa-tai-lieu-luu-tru-vayeu-cau-thuc-tien-dat-ra-cho-nganh-luu-tru-p1 [22] http://www.e-ptit.edu.vn/hoctap/hoclieu/KTDH.pdf [23] http://vnskills.com/3ds-max-la-gi.html [24] http://www.ee.surrey.ac.uk/Research/VSSP/3DVision [...]... configurations - Planmeca Romexis tools: • 3D Explorer • 3D Cross Sections module • 3D TMJ module • 3D Implant Planning module • DICOM module Bảng 2.2 Cài đặt phần mềm 28 Số hóa hiện vật 3D dựa vào phần mềm: Hình 2.6 Số hóa hiện vật 3D dựa vào phần mềm Quy trình có thể thực hiện như hình sau: Lựa chọn đối tượng cần số hóa, ko phức tạp quá Ví dụ như cái bàn trên, bằng các kỹ thuật mô hình của người tạo hình,... quan trọng, quan trọng hơn cả lập trình) Như vậy việc tìm hiểu công nghệ số hóa hiện vật 3D là rất quan trọng và tùy từng đối tượng cần số hóa chúng ta áp dụng những phương pháp khác nhau * Số hoá Hình 1.12 Số hóa tài liệu Thuật ngữ số hoá” (tiếng Anh: Digitization) được sử dụng để chỉ quá trình chuyển đổi dữ liệu truyền thống sang dữ liệu số mà máy tính điện tử có thể hiểu được Thông thường, các dữ... quả không cao và chi phí sẽ rất tốn kém Còn khi ứng dụng đồ hoạ 3D vào, thì những vấn đề đó trở lên hết sức đơn giản, và hiệu quả của nó mang lại thì thực sự là to lớn, kể cả vật chất lẫn tinh thần 14 Một số ví dụ của ứng dụng kỹ thuật đồ hoạ: Hình 1.11 Các ứng dụng của kỹ thuật đồ hoạ 1.2 Bài toán số hóa hiện vật 3D 1.2.1 Giới thiệu bài toán số hóa Hiện nay, trong xu thế phát triển để hội nhập, chúng... được sử dụng để xây dựng lại mô hình kỹ thuật 3 23 chiều của đối tượng Scan 3D đã mở ra một bước ngoặt mới trong công nghệ 3D, bất kỳ mô hình vật chất nào tồn tại trên thế giới đều được có thể mô hình hóa bằng dữ liệu kĩ thuật số chỉ trong vòng vài giờ đồng hồ Khác với máy Scan 2D được sử dụng rộng rãi trong đời sống hằng ngày thường dùng để Scan tài liệu, giấy tờ, hình ảnh Máy Scan 3D được ứng dụng. .. kĩ thuật Thu thập dữ liệu 3D là cần thiết cho một loạt các ứng dụng Các thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp giải trí, sản xuất phim hay trò chơi điện tử Và một số ứng dụng phổ biến khác trong thiết kế công nghiệp, chế tạo dụng cụ chỉnh hình, tạo chân tay giả, kỹ thuật đảo ngược hay tạo mẫu, kiểm soát/kiểm tra chất lượng sản phẩm và các tài liệu liên quan đến văn hóa hiện vật. .. 3D Max cung cấp những dữ liệu hình ảnh trong kỹ thuật chính xác tỉ lệ 1: 1, không có nhu cầu để sửa chữa cho độ phóng đại hình học Planmeca PROMAX 3D Max cũng cung cấp độ phân giải cao nghiên cứu TMJ cho những đánh giá đúng sự thật và chính xác của các arthritides doanh, hình thái condylar, và các mối quan hệ condyle-hố 2.3 Kỹ thuật sử dụng phần mềm chuyên dụng Các phần mềm thông dụng hiện nay để số. .. diện giữa người sử dụng và hệ thống máy tính 3D * Thư viện xử lý đồ họa OpenGL OpenGL là một tiêu chuẩn kỹ thuật đồ họa nhằm mục đích tạo ra một giao diện lập trình ứng dụng đồ họa 3D được phát triển đầu tiên bởi Silicon Graphic, Inc OpenGL đã trở thành một chuẩn công nghiệp và các đặc tính kỹ thuật của OpenGL do Uỷ ban kỹ thuật ARB OpenGL cho phép phát triển các ứng dụng đồ họa sử dụng nhiều ngôn... vậy việc mô hình hóa hay số hóa đối tượng là một trong những bước rất quan trọng Nó là yếu tố quyết định cho sự thành công của bất cứ một ứng dụng 15 thực tại ảo nào Ví dụ: số hóa cấu kiện kiết trúc, các chi tiết máy móc cần độ chính xác cao Hay số hóa các vật thể trong bảo tàng cũng cần độ chính xác để người xem như cảm nhận được đang đứng trong không gian thật (Việc số hóa hiện vật rất quan trọng,... một số ứng dụng mới nổi lên trong thời gian gần đây của đồ hoạ 3D như: đồ hoạ 3D ứng dụng trong sản suất, trong ngành rôbốt, trong hiển thị thông tin (thăm dò dầu mỏ, hiển thị thông tin khối, …) đồ hoạ 3D có tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn Có thể nói: Mọi lĩnh vực “có thật” trong cuộc sống đều có thể ứng dụng “thực tế ảo” để nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn Một lĩnh vực đầy hứa hẹn là việc sử dụng. .. QUÁT VỀ ĐỒ HỌA 3D VÀ BÀI TOÁN SỐ HÓA HIỆN VẬT 1.1 Khái quát về đồ họa 3D 1.1.1 Đồ họa 3D Đồ họa máy tính là một lĩnh vực nghiên cứu về cơ sở toán học, các thuật toán cũng như các kĩ thuật để cho phép tạo, hiển thị và điều khiển hình ảnh trên màn hình máy tính Đồ họa máy tính có liên quan ít nhiều đến một số lĩnh vực như đại số, hình học giải tích, hình học họa hình, quang học, và kĩ thuật máy tính, ... thấy công việc mô hình hóa hay số hóa đối tượng 3D quan trọng luận văn lựa chọn đề tài Nghiên cứu kỹ thuật số hóa vật sử dụng công nghệ 3D nhằm hệ thống hóa quy trình, phương pháp số hóa vật. .. việc tìm hiểu công nghệ số hóa vật 3D quan trọng tùy đối tượng cần số hóa áp dụng phương pháp khác * Số hoá Hình 1.12 Số hóa tài liệu Thuật ngữ số hoá” (tiếng Anh: Digitization) sử dụng để trình... “Khái quát đồ họa 3D toán số hóa vật Nội dung “Chương 1” vấn đề đồ họa 3D, đồng thời nêu lên toán số hóa vật vai trò ứng dụng thực ảo 2 Chương 2: “Một số kỹ thuật số hóa 3D Đây nội dung luận