Modellazione geometrica: Esplorazione della modellazione geometrica nella visione artificiale

Di Fouad Sabry

Cos'è la modellazione geometrica

La modellazione geometrica è una branca della matematica applicata e della geometria computazionale che studia metodi e algoritmi per la descrizione matematica delle forme. Le forme studiate nella modellazione geometrica sono per lo più bi o tridimensionali, sebbene molti dei suoi strumenti e principi possano essere applicati a insiemi di qualsiasi dimensione finita. Oggi la maggior parte della modellazione geometrica viene eseguita con computer e per applicazioni basate su computer. I modelli bidimensionali sono importanti nella tipografia computerizzata e nel disegno tecnico. I modelli tridimensionali sono fondamentali per la progettazione e la produzione assistita da computer (CAD/CAM) e ampiamente utilizzati in molti campi tecnici applicati come l'ingegneria civile e meccanica, l'architettura, la geologia e l'elaborazione di immagini mediche.

Come trarrai vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Modellazione geometrica

Capitolo 2 : Progettazione assistita dal computer

Capitolo 3: Geometria computazionale

Capitolo 4: Superficie di Bézier

Capitolo 5: Geometria solida costruttiva

Capitolo 6: Modellazione solida

Capitolo 7: Superficie di suddivisione

Capitolo 8: Generazione della mesh

Capitolo 9: Modellazione procedurale

Capitolo 10: Risoluzione di vincoli geometrici

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sulla modellazione geometrica.

(III) Esempi reali per l'utilizzo della modellazione geometrica in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di modellazione geometrica.

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 4 mag 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Modellazione geometrica

La modellazione geometrica è un sottocampo della matematica applicata e della geometria computazionale che studia tecniche e algoritmi per descrivere matematicamente le forme. Sebbene molte delle sue tecniche e idee possano essere applicate a insiemi di qualsiasi dimensione finita, la maggior parte delle forme esplorate nella modellazione geometrica sono bidimensionali o tridimensionali (figure solide). Attualmente, la maggior parte della modellazione geometrica viene eseguita su computer per applicazioni basate su computer. Nella tipografia computerizzata e nel disegno tecnico, i modelli bidimensionali sono essenziali. I modelli tridimensionali sono fondamentali per la progettazione e la produzione assistita da computer (CAD/CAM) e sono utilizzati in una varietà di domini tecnici applicati, tra cui l'ingegneria civile e meccanica, l'architettura, la geologia e l'elaborazione di immagini mediche.

Tipicamente, i modelli geometrici si differenziano dai modelli procedurali e orientati agli oggetti, che specificano la forma in modo implicito attraverso un processo opaco che genera l'aspetto. Vengono anche confrontati con fotografie digitali e modelli volumetrici, che raffigurano la forma come un sottoinsieme di una sottile partizione regolare dello spazio, e modelli frattali, che definiscono la forma in modo infinitamente ricorsivo. Tuttavia, questi confini sono a volte sfumati: ad esempio, un'immagine digitale potrebbe essere vista come un insieme di quadrati colorati, mentre oggetti geometrici come i cerchi sono definiti da equazioni matematiche implicite. Inoltre, quando la sua descrizione ricorsiva viene abbreviata a una profondità finita, un modello frattale produce un modello parametrico o implicito.

Il John A. Gregory Memorial Honor è un premio importante nella regione.

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Capitolo 2: Progettazione assistita da computer

L'utilizzo di computer (o workstation) per facilitare la creazione, la revisione, l'analisi o l'ottimizzazione di un progetto è noto come progettazione assistita da computer (CAD).

L'automazione della progettazione elettronica è la pratica di utilizzarla durante la creazione di sistemi elettronici (EDA). L'automazione della progettazione meccanica (MDA), che comprende il processo di produzione di un disegno tecnico utilizzando un software per computer, è indicata nel campo della progettazione meccanica.

Gli oggetti del disegno tradizionale sono rappresentati da software CAD per la progettazione meccanica utilizzando immagini vettoriali o, in alcuni casi, grafici raster che mostrano l'aspetto generale delle cose pianificate. Tuttavia, non si tratta solo di forme. L'output del CAD deve esprimere informazioni quali materiali, procedure, dimensioni e tolleranze in conformità con le convenzioni specifiche dell'applicazione, proprio come la stesura manuale di disegni tecnici e ingegneristici.

Le curve, le superfici e i solidi bidimensionali (2D) e tridimensionali (3D) possono essere progettati utilizzando la progettazione assistita da computer (CAD).

Uno dei vari strumenti utilizzati da ingegneri e progettisti è la progettazione assistita da computer, che può essere applicata in vari modi a seconda della professione dell'utente e del software in questione.

Il CAD è una componente dell'intera attività di sviluppo del prodotto digitale (DPD) all'interno dei processi PLM e, come tale, viene utilizzato in combinazione con altri strumenti che sono moduli integrati o soluzioni stand-alone, come ad esempio:

Analisi agli elementi finiti (FEA) e ingegneria assistita da computer (CAE) (FEA, FEM)

Le istruzioni della macchina a controllo numerico computerizzato (CNC) fanno parte della produzione assistita da computer (CAM).

Simulazione del movimento e rendering nel fotorealismo

Utilizzo della gestione dei dati di prodotto per il controllo e la gestione dei documenti (PDM)

Il CAD viene utilizzato anche per creare con precisione le simulazioni fotografiche che sono spesso necessarie durante la preparazione di relazioni sull'impatto ambientale. In queste simulazioni, i progetti assistiti da computer degli edifici proposti vengono sovrapposti alle immagini degli ambienti esistenti per rappresentare l'aspetto di quel luogo se le strutture proposte possono essere costruite. Il CAD è ampiamente utilizzato per studiare gli studi delle ombre e la potenziale ostruzione del corridoio visivo.

Esistono vari tipi distinti di CAD e ognuno di essi richiede che l'utente si avvicini all'uso e alla progettazione dei componenti virtuali in modo diverso.

I produttori di sistemi 2D più economici sono numerosi e molti di loro offrono software gratuito e open-source. Poiché possono essere modificati secondo necessità durante la creazione della bozza finale, offrono un metodo di schizzo senza la complessità che il disegno a mano comportava in termini di scala e posizionamento sulla pagina di disegno.

Un wireframe 3D è essenzialmente una versione tridimensionale del disegno 2D, che non è più comunemente utilizzato. Il disegno deve essere aggiornato manualmente con ogni linea. Il prodotto finito non ha caratteristiche di massa e non può avere elementi che si aggiungono direttamente ad esso, come i fori. Sebbene molti sistemi 3D consentano di utilizzare il modello wireframe per creare le viste del disegno tecnico finale, l'operatore si avvicina a queste in modo simile a quello dei sistemi 2D.

La creazione di solidi stupidi 3D è simile alla manipolazione di oggetti reali (oggi non viene utilizzata spesso). I volumi solidi vengono aggiunti o eliminati da forme geometriche tridimensionali fondamentali come prismi, cilindri, sfere