Real-time voxel visualization and editing for 3D printing
| Název práce v češtině: | Vizualizace a editace voxelů pro 3D tisk v real-time |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Real-time voxel visualization and editing for 3D printing |
| Klíčová slova: | voxely|real-time rendering|GPU-akcelerovaný rendering|komprese |
| Klíčová slova anglicky: | voxels|real-time rendering|GPU accelerated rendering|compression |
| Akademický rok vypsání: | 2019/2020 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | angličtina |
| Ústav: | Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI) |
| Vedoucí / školitel: | Tobias Rittig, B.Sc., M.Sc., Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 24.09.2020 |
| Datum zadání: | 24.09.2020 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 09.09.2021 |
| Datum a čas obhajoby: | 13.09.2021 09:00 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 22.07.2021 |
| Datum odevzdání tištěné podoby: | 22.07.2021 |
| Datum proběhlé obhajoby: | 13.09.2021 |
| Oponenti: | Dipl.-Ing. Ivo Kondapaneni |
| Zásady pro vypracování |
| The task involves an interactive visualization of voxel arrangments that typically arise in 3D print preparation. Offline rendering solutions exist for accurate light transport simulation, but the goal here is to allow for interactive exploration of the volumetric distribution of printing materials in a non-photorealistic environment.
This allows the user to inspect the causes for surface appearance artifacts that they discovered using the accurate offline rendering preview. Using onion-layer peeling or more traditional visibility culling methods (primitive intersection) the user can browse through the collection of voxels interactively. Secondly, they should be able to edit the voxel color in a basic fashion using editing capabilities known from 2D image painting (eg. brush, selection, copy, paste, fill, etc). Both the visualization and especially the editing of GigaVoxel models in real-time on the GPU pose big algorithmic and performance challenges that need to be solved in this thesis. As a bonus, one can also add an approximation of volumetric light transport into the real-time renderer. |
| Seznam odborné literatury |
| Jabłoński, Szymon, and Tomasz Martyn. "Real-time voxel rendering algorithm based on screen space billboard voxel buffer with sparse lookup textures." WSCG (2016).
van Wingerden, T. L. Real-time Ray tracing and Editing of Large Voxel Scenes. MS thesis. 2015. Careil, V., M. Billeter, and E. Eisemann. "Interactively Modifying Compressed Sparse Voxel Representations." Computer Graphics Forum. Vol. 39. No. 2. 2020. |
| Předběžná náplň práce |
| V této práci prozkoumáváme kompresní metody detailních voxelových scén a jejich úpravy s cílem navrhnout interaktivní voxelový prohlížeč/editor pro e.g. aplikace na 3D tisk. Předkládáme moderní datové struktury kompatibilní s použitím na grafických kartách a porovnáváme je. Jako nadstavbu nad námi vybranou datovou strukturou přidáváme standardní upravovací nástroje známé ze 2D, které jsou schopny upravovat barvu voxelu v reálném čase i na méně výkonných strojích. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| In this thesis, we explore detailed voxel scene compression methods and editing thereof with the goal to design an interactive voxel viewer/editor, for e.g. a 3D printing application. We present state-of-the-art GPU compatible data structures and compare them. On top of the chosen data structure, we build standard editing tools known from 2D, capable of changing voxel color in real-time even on lower end machines. |