Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

CPG - Plzeň Václav Skala Ivo Hanák, Martin Janda, Libor Váša Ivana Kolingerová, Josef Kohout, Jiří Skála, Petr Lobaz, Slavomír Petrík, Petr Vaněček Vít.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "CPG - Plzeň Václav Skala Ivo Hanák, Martin Janda, Libor Váša Ivana Kolingerová, Josef Kohout, Jiří Skála, Petr Lobaz, Slavomír Petrík, Petr Vaněček Vít."— Transkript prezentace:

1 CPG - Plzeň Václav Skala Ivo Hanák, Martin Janda, Libor Váša Ivana Kolingerová, Josef Kohout, Jiří Skála, Petr Lobaz, Slavomír Petrík, Petr Vaněček Vít Ondračka Jan Kaiser, František Novák, Vojtěch Hladík

2 CPG projekt - Plzeň2/55 Obsah Libor Váša –metody redukce dynamických sítí Martin Janda, Ivo Hanák –digitální holografie Petr Lobaz –principy komprese hologramů Ivana Kolingerová, Josef Kohout, Jiří Skála –výpočetní geometrie velkých rozměrů v paralelním a distribuovaném prostředí Slavomír Petrík, Petr Vaněček [& Jan Patera] –metody extrakce iso-ploch t-variantních dat

3 Redukce velikosti dynamických sítí Libor Váša

4 CPG projekt - Plzeň4/55 Obsah Úvod –definice –problém State of the art –komprese –simplifikace Vyhlídky –vylepšená Clustered PCA –4D metrika

5 CPG projekt - Plzeň5/55 Definice Dynamická síť –série statických trojúhelníkových sítí –nemění se konektivita –geometrie se mění málo (časový vývoj) Komprese –nemění konektivitu Simplifikace –mění konektivitu

6 CPG projekt - Plzeň6/55 Problém Velikost pro přenos = v x f x 24 Byte Dynamická varianta problému –využít časovou koherenci data z blízkých snímků jsou si podobná –zachovat časovou koherenci série optimálních řešení není optimální řešení

7 CPG projekt - Plzeň7/55 State of the art Komprese –prediktory + delta coding –časoprostorové prediktory zobecněný kosodélníkový prediktor Replica V jaké metrice probíhá optimializace pomocí prediktorů/kvantizace? v’’’ v’ v’’ v A B C v’ v

8 CPG projekt - Plzeň8/55 State of the art Komprese pomocí PCA –vstup: snímek trajektorie –výstup dekorelovaná báze koeficienty – část se zanedbá Je lepší PCA přes trajektorie nebo přes snímky?

9 CPG projekt - Plzeň9/55 State of the art Clustered PCA –prostorový clustering podle efektivity PCA aplikované na trajektorie –iterační proces –dlouho to trvá Jak inicializovat clustering pro CPCA?

10 CPG projekt - Plzeň10/55 Simplifikace statických sítí Decimace –vypouštění vrcholů Resampling –úplně nová konektivita –rovnostranné trojúhelníky –mapování na čtverec Kontrakce hran podle ceny –vzdálenost od množiny rovin –změna objemu modelu –kvadriky (lokální popis tvaru modelu)

11 CPG projekt - Plzeň11/55 Simplifikace dynamická Simplifikace per frame –kódování konektivity Simplifikace podle globálního kritéria –průměrná hodnota kvadriky –problém s velkými změnami tvaru Multiresolution simplification –LOD tree pro každý snímek –změna topologie mezi snímky kódovaná prohozeními (swapy) –dobře využívá koherence –neřeší dynamické problémy

12 CPG projekt - Plzeň12/55 Evaluační nástroje MSE (PSNR) –suma vzdáleností –neřeší normály MESH, METRO –neřeší dynamiku 4D reprezentace + Hausdorffova vzdálenost –řeší dynamiku –pomalé, náročné

13 CPG projekt - Plzeň13/55 Simplifikace - koncepty A)4D Multiresolution simplification –ceny podle 4D reprezentace –zobecněné kvadriky –simplifikace v jednotlivých snímcích B) Simplifikace 4D sítě –kontrakce hran ve 4D –velký počet tetrahedronů –kódování konektivity C) Simplifikace polyhedrální sítě –méně elementů

14 CPG projekt - Plzeň14/55 Shrnutí máme: –přehled –implementace základních algoritmů (PCA, kvadriky) –4D evaluační nástroj budeme mít: –rychlý a efektivní kompresní algoritmus prediktorový algoritmus optimalizující Hausdorffovu vzdálenost rychlejší CPCA (50:1 při distorzi 3 %) –efektivní simplifikační algoritmus, který řeší dynamické problémy jeden z konceptů A, B, C

15 CPG projekt - Plzeň15/55 Publikace –Frank, M.; Váša, L; Skala, V.: MVE-2 Applied in Education Process, Proceedings of.NET Technologies 2006, Pilsen, Czech Republic (presentation) –Váša, L.;Skala, V.: A spatio-temporal metric for dynamic mesh comparison, Proceedings of AMDO 2006, Mallorca, Spain –Frank, M.; Váša, L; Skala, V.: Pipeline approach used for recognition of dynamic meshes, Proceedings of 3IA 2006, Limoges, France (presentation, official photos, my photos) –Váša, L: Methods for dynamic mesh size reduction. Tech. rep. no. DCSE/TR

16 Děkuji za pozornost Otázky?

17 Skupina digitální holografie Ivo Hanák Martin Janda Petr Lobaz

18 CPG projekt - Plzeň18/55 Skupina digitální holografie Ivo Hanák –vedoucí skupiny –syntéza digitálních hologramů na GPU Martin Janda –metodiky syntézy digitálních hologramů Petr Lobaz –komprese holografických dat

19 CPG projekt - Plzeň19/55 Obsah Holografie –motivace –princip Výsledky –mapa digitální holografie –STAR digitální holografie –STAR syntetizačních metod –horizontal-parallax only (HPO) –full-parallax s využitím GPU –paralelizace –vzorově orient. syntéza Publikační činnost Budoucí činnost

20 CPG projekt - Plzeň20/55 Motivace Počítačová grafika: honba za fotorealismem –aproximace –absence poměřovací metody Relativně panenská oblast PG –vyšší šance na úspěch –více článků –méně chytráků Hologram: informace o hloubce ve scéně –řádově složitější, než obyčejný obrázek – př.př. –možné využití koherence Přichází doba skutečně 3D displejů –ideální technologie – holografie –chybí metodiky pro syntézu holografických dat

21 CPG projekt - Plzeň21/55 Princip holografie Záznam o intenzitě a směru světla (fáze) –koherentní světlo: LASER –kódování fáze modulací referenční frekvence –obraz: interference vln Digitální holografie –aproximace optického jevu –vysoká vzorkovací frekvence: ~ 1 MHz 17” LCD: 1280 × 1024 ~ 10 6 vzorků 17” HD: 320k × 256k ~ vzorků –syntéza z umělých dat + rekonstrukce

22 CPG projekt - Plzeň22/55 Mapa oblasti digitální holografie

23 CPG projekt - Plzeň23/55 STAR digitální holografie Matematický základ vlnové optiky –užité aproximace Numerické metody digitální holografie –syntéza –rekonstrukce –extrakce další informace

24 CPG projekt - Plzeň24/55 STAR syntetizačních metod Plný výpočet: O(N 5 ) –1 vzorek = 1 pozorovatel scény Dekompozice scény na body/ray casting –ideální bodové zdroje: u(x)=a/r exp(−ikr) –obtížné řešení viditelnosti –velké množství bodů Předpočtené vzory pro primitiva –body a čáry –bez řešení viditelnosti a lokálních změn intenzity Šíření vln: komplikované –bez funkčního řešení

25 CPG projekt - Plzeň25/55 HPO rendrovací roura Hologramy pouze s horizontálním paralaxem –urychlení obětováním vertikálního paralaxu Podpora trojúhelníkových sítí –vzorkování není zapotřebí Podpora osvětlovacích modelů –Phong osvětlení a stínování Relativně rychlý výpočet

26 CPG projekt - Plzeň26/55 HPO rendrovací roura - přístup Řezání geometrie –3D verze řádkové konverze trojúhelníka Zpracování polygonů, lomených čar v 2D Výpočet difrakčního integrálu

27 CPG projekt - Plzeň27/55 HPO rendrovací roura - přístup Osvětlení a stínování –osvětlovací model: Phong –texturové souřadnice interpolovány – V předpočítané – N interpolace nebo normálová mapa – D směrové světlo – konstantní ve všech bodech

28 CPG projekt - Plzeň28/55 HPO - výstup

29 CPG projekt - Plzeň29/55 HPO - shrnutí Kompletní rendrovací roura Kompatibilní interface s existujícími nástroji Verifikace filosofie syntézy

30 CPG projekt - Plzeň30/55 GPU full-parallax rendering Modifikovaný ray-casting –ortogonální projekce –viditelnost: Z-buffer –vzorky na kulové vlnoploše: a/r exp(−ikr) Zkosení (slanting) scény: HPO –x t = x − z tan ξ –r = z t = z / cos ξ

31 CPG projekt - Plzeň31/55 Princip II Rozsah úhlu ξ: dle AABB scény Vzorkování ξ: uniformní krok 1 / 300° –určeno experimentálně –vážení nutné pouze pro velké úhly ξ

32 CPG projekt - Plzeň32/55 Algoritmus Pro všechny vzorky ξ x a ξ y –ztransformuj scénu x t = x − z tan ξ x y t = y − z tan ξ y r = zt = z (1 + tan 2 ξ x + tan 2 ξ x ) 1/2 –nalezni nejbližší vzorek na povrchu –napočítej vzorek z kulové vlnoplochy –přičti vzorek k součtu z předchozího kroku

33 CPG projekt - Plzeň33/55 Implementace GPU SM 2.0 Numerická přenost –výpočet: z / cos ξ nedostečná velikosti mantisy: 16 – 24 bitů dekompozice z na vektor: z = aNλ + bλ + c jednoduchá realizace zaokrouhlení na λ –výpočet: 1 / cos ξ Taylorův rozvoj kolem počátku užití dekomponovaného tvaru

34 CPG projekt - Plzeň34/55 Výsledky NVIDIA GeForce 6800 GT –1024 × 1024 vzorků Králík (16k troj.): 8,1 hod. –textura –difuzní směrové světlo Kolečko (64 troj.): 6,0 hod. –bez textury –pevné výdaje GPU-renderingu Koník (96k troj.): 11,8 hod.

35 CPG projekt - Plzeň35/55 Fyzikální ověření

36 CPG projekt - Plzeň36/55 Shrnutí Syntéza HPO i full-parallax hologramu –ignorování difrakce ve scéně Viditelnosti řešena s využitím GPU Kompatibilní s počítačovou grafikou –aplikace libovolného efektu Distribuce: až lineární urychlení –libovolně velké hologramy

37 CPG projekt - Plzeň37/55 Vzorově orientovaná syntéza Bázové difrakční vzory základních primitiv –trojúhelníky –úsečky – křivky –body Složitější objekty - kompozice bázových vzorů

38 CPG projekt - Plzeň38/55 Vzorově orientovaná syntéza Ověření předpokladů a metody Výsledek pokusů: technická zpráva –spolupráce s University of Bilkent, Ankara Další rozvoj: plnohodnotný rendering

39 CPG projekt - Plzeň39/55 Vzorově orientovaná syntéza

40 CPG projekt - Plzeň40/55 Paralelizace výpočtu hologramů Časově náročný výpočet –HPO – minuty –Full – hodiny Paralelizace výpočtu –dekompozice úlohy: bez komplikací –lineární urychlení Otázka SW podpory

41 CPG projekt - Plzeň41/55 Publikační činnost Články –Janda, M., Hanák, I., Skala, V.: Scanline Rendering of Digital HPO Holograms and Hologram Numerical Reconstruction. In Proc. SCCG (2006) –Janda, M., Hanák, I., Skala, V.: Digital HPO Rendering Pipeline. In Proc. EG (2006) –Hanák, I., Janda, M., Skala, V.: Computer Generated Holograms of Triangular Meshes Using a Graphical Processing Unit. (To be published) Technické zprávy –Janda, M., Hanák, I., Onural, L.: Synthesising Hologram by Base Fringe Pattern Splatting –Janda, M., Skala, V.: STAR Digital hologram synthesis methods –Hanák, I., Janda, Skala, V.: Digital holography STAR

42 CPG projekt - Plzeň42/55 Budoucí činnost Urychlení postupu syntézy –využití koherence mezi vzorky –redukce informace –rendering velkých hologramů Numerická rekonstrukce –HW-kompatibilní rekonstrukce –velké hologramy: perspektiva –spolupráce s VUT Brno Nalezení možnosti fyzikálního ověření –laser + SLM (DMD/LCD/LCOS/fotografie)

43 Děkujeme za pozornost Otázky?

44 Další témata řešená v rámci CPG Řešitelé z CPG: Ivana Kolingerová, Josef Kohout Ostatní řešitelé neuvedení v CPG: Jiří Skála, Jindřich Parus, studenti ročníků ZČU

45 CPG projekt - Plzeň45/55 Obsah 1.Konstrukce dělení prostoru a datových struktur pro modely v oblasti VR 2.Metody detekce kolizí a plánování pohybu v 3D prostředí pro aplikace VR 3.Manipulace s rozsáhlými geometrickými daty

46 CPG projekt - Plzeň46/55 1. Konstrukce dělení prostoru a datových struktur pro modely v oblasti VR (1) Dílčí téma VD a DT pro kulové objekty, velká, hierarch., data (3D), příp. pohyblivá data (zatím 2D) Hotovo Identifikace průniku zájmů s MU Brno („molekuly“) a nastavení rozhraní prací ZČU-MU Zadání 2 dipl. a sem. prací v návaznosti na MU Start prací v září 2006 Z dřívějška: sériové i paralel. implementace 2D a 3D DT Co dál Ověření detailů požadavků úlohy s MU, podle nich případně úprava navrž. řešení Implementace, testování, publikace...

47 CPG projekt - Plzeň47/55 1. Konstrukce dělení prostoru a datových struktur pro modely v oblasti VR (2) Dílčí téma Datové struktury pro rychlý pohyb terénem, rychlé modifikace, simulace eroze, příp. haptika Hotovo Identifikace průniku zájmů s dr.B.Benešem („písek na adaptivních sítích“) Zadání 1 dipl. a 2 bak. prací v návaznosti na BB Start prací v září 2006 Z dřívějška: sériové i paralel. implementace 2D DT, na straně BB řešení na pravidelné síti Co dál Kontrola připraveného rozhraní mezi studenty Implementace, testování, publikace... Časem možná návaznost také na MU (haptika)

48 CPG projekt - Plzeň48/55 1. Konstrukce dělení prostoru a datových struktur pro modely v oblasti VR (3) Dílčí téma Reprezentace povrchových modelů pomocí L-systémů Společná práce s dr.B.Benešem Hotovo Reprezentace Bézierovy plochy včetně racionální Generování fraktálních objektů Obhájena 1 DP, zadána další DP, 1 publikace na SCCG Co dál Rozšíření reprezentace na obecnější typy ploch Využití gramatik pro záznam obecnějších vlastností objektu včetně fyzikálních

49 CPG projekt - Plzeň49/55 2. Metody detekce kolizí a plánování pohybu v 3D prostředí pro VR Dílčí téma Datové struktury pro detekce kolizí, speciální techniky, Path planning v prostředí VR Řešeno ve spolupráci s dr.Gavrilovou z Kanady Hotovo Obhájena 1 DP a 1 BP v oblasti kolizí a path planningu 1 publikace na CESCG, 1 nabídnutý článek na GRAPP 07 Identifikace průniku zájmů s MU Brno Zadána 1 DP a 1 obor. projekt na pokračování v práci Co dál Další debaty s MU o možném využití výsledků v aplikaci, podle toho modifikace pokračování Pokračování ve spolupráci s Kanadou

50 CPG projekt - Plzeň50/55 3. Manipulace s rozsáhlými geometrickými daty Dílčí téma Velká data pro VD a DT 2D a 3D – sériové i paralelní metody Částečné překrytí s tématem 1, částečná návaznost na předchozí výsledky v oblasti paralel. výpočtů Hotovo V paralelní oblasti: zvýšení efektivity distribuovaného řešení 2D a 3D DT V sériové oblasti: zadáno jako téma disertace, začátek prací v říjnu 2006 Co dál Dokončení distrib. řešení – pokud možno najít studentské pracovní síly pro urychlení prací Sériové řešení – vše před námi

51 Děkujeme za pozornost Otázky?

52 CPG projekt - Plzeň52/55 Iso-curves in Time-varying Meshes (Slavomír Petrík) Definice problému –Uvažujíc vstupní údaje seřazená v časových hladinách, přičemž každá je reprezentována odlišnou nestrukturovanou sítí, najdi metodu, která vypočte iso-křivku pro jakoukoliv iso- hodnotu a čas mezi vstupními hladinami. (a) Brute-force řešení (b) Naše řešení

53 CPG projekt - Plzeň53/55 Lobaz – Komprese hologramů Oblasti zájmu –alternativní odvození struktury hologramu –přesná simulace rekonstrukce hologramu –analýza šumu v hologramu –analýza vjemu obrazu a vjemu hloubky v zašuměném hologramu –návrh bázových funkcí pro frekvenční popis hologramu

54 CPG projekt - Plzeň54/55 Další aktivity Video-konference –”ready to use” pro semináře veřejné potřeby CPG projektu info pro potřeby CPG projektu je potřebné dodatečné info o portechhttp://herakles.zcu.cz/seminars/ Projekty odborné –MUTED EU STREPS konstrukce prototypu multiuživatelského stereoskopického displeje –FlashPoM EU MATEO grafický systém pro návrh bio-čipů

55 Děkujeme za pozornost Otázky?


Stáhnout ppt "CPG - Plzeň Václav Skala Ivo Hanák, Martin Janda, Libor Váša Ivana Kolingerová, Josef Kohout, Jiří Skála, Petr Lobaz, Slavomír Petrík, Petr Vaněček Vít."

Podobné prezentace


Reklamy Google