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Methoden der Objektmanipulation
Die Manipulation von Objekten in Punktwolkendarstellung und deren Eigenschaften,
wie Größe, Form und Textur, soll im Folgenden anhand einiger mathematisch nicht
allzu komplexer Methoden erläutert werden. Eine weiterführende Übersicht über
diese und noch diverse weitere Methoden bietet [3].
Hierbei treten als beschleunigende Faktoren immer wieder das Fehlen von
vernetzten Strukturen und das bloße Arbeiten auf Punktmengen zutage. Wie bereits
erwähnt, fällt dieser Vorteil bei heutzutage gängiger Visualisierungshardware aber
nicht mehr so sehr ins Gewicht, da diese Operationen auf vernetzten Strukturen nativ
beschleunigen. Gleichsam könnte man aber nicht behaupten, dass Operationen auf
Punktmengen im Vergleich zu Gitterstrukturen leichter zu Implementieren wären.
Viele Routinen erfordern ähnliche Algorithmen mit beiden Darstellungsmethoden,
sind aber einfach nur in der Vorverarbeitung wesentlich ressourcenschonender, wenn
sie auf Punktwolken operieren.
Oberflächen glätten
Wird eine Menge von Punktwolken aus einem Scan eines realen Objektes gewonnen,
so entstehen hier je nach verwendeter Hardware oftmals zwei Effekte, die dazu
führen, dass die Oberfläche des Objektes in seiner Repräsentation im Rechner
geglättet werden muss. Der erste Effekt ist die bei gegebenen technischen
Möglichkeiten oftmals zu hoch gewählte Auflösung man spricht dabei von
Oversampling. Der andere, wesentlich öfter auftretende, Effekt ist das Auftreten
von Messfehlern, die sich bei einem Digitalisierungsvorgang niemals vermeiden
lassen. Zum Ausgleichen solcher Messfehler ist es nötig, benachbarte Punkte so
anzupassen, dass sie möglichst auf einer glatten Oberfläche liegen. Hierfür benötigten
man einen Glättungsoperator, der bestimmte Eigenschaften erfüllt: zunächst sollte
dieser das Volumen des Objektes insgesamt nicht verändern (also das Objekt nicht
schrumpfen lassen). Des weiteren darf er die geometrischen Eigenschaften von
Teilbereichen des Objekts nicht verändern, was aber geschieht, wenn der
Glättungsoperator
nur
Punktabstände
berücksichtigt.
Es
lässt
sich
ein
Glättungsoperator finden, der diese Eigenschaften mit recht geringem Aufwand
erfüllt.
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