Actualment, els ordinadors tenen un gran impacte en l'eficiència i qualitat de treball de les persones en el seu dia a dia. Per aquest motiu és important la investigació i l'elaboració de tècniques que ofereixin millors condicions a l'usuari. Un camp que s'ha beneficiat molt d'aquesta evolució és el del disseny gràfic. L'edició d'objectes i escenes tridimensionals és un àmbit imprescindible per molts camps relacionats amb l'enginyeria i l'art. Existeixen eines que ajuden a aquests tipus de col·lectius a interactuar i editar un entorn tridimensional virtual. Fer aquesta mateixa tasca de disseny per mètodes no virtuals podria costar molt més temps i diners. Hi ha moltes tècniques i eines que ofereixen diferents formes en les quals l'usuari interactua amb la màquina per tal de modelar un objecte a la seva voluntat. En aquest projecte es vol estudiar l'edició volumètrica d'objectes, és a dir, editar el volum que representa un objecte a partir d'addicions i subtraccions d'altres volums. Existeixen molts mètodes de representació d'objectes en l'àmbit de la computació gràfica. Els mètodes més utilitzats són les malles triangulars. Les malles triangulars són conjunts de triangles que representen la superfície del volum a representar. Existeixen algoritmes que permeten aplicar operacions amb malles triangulars semblants a les que es vol estudiar en aquest projecte, però són tècniques molt complicades i poc robustes. En aquest projecte es va decidir utilitzar un altre mètode de representació de volums que ens permetés poder aplicar operadors de modificació volumètrica de forma fàcil. Aquest mètode s'anomena camp de distància. El problema del mètode de representació escollit és que la seva renderització és molt costosa, i la potència computacional de les màquines actuals no permet la seva representació a temps real. Per tal de poder representar els volums a temps real, el mètode més utilitzat és el de les malles triangulars, i de la mateixa manera les targetes gràfiques estan especialment dissenyades per renderitzar aquest tipus de dades. En el projecte, per tal de poder representar els objectes a temps real i continuar representant l'escena amb camps de distància, s'utilitzarà una tècnica que permet extreure la malla corresponent a la superfície de l'escena expressada en camps de distància. L'objectiu del treball és implementar un prototip que permeti representar i modificar objectes a partir de camps de distància, i computar la representació a temps real a partir d'extreure la malla de l'escena.
Nowadays, the computers have a huge impact on the efficiency and performance over the people work. For this reason, the investigation and implementation of technics that improve the user work conditions are very important. The graphic design is a field having more profit of this evolution. The edition of objects and three-dimensional scenes is a important functionality in many fields of the engineering and art. There are a lot of tools helping to the edition of complex three-dimensional environments. Doing these tasks with non-virtual methods will be more expensive and slower. Nowadays, exists a lot of techniques and tools that allow the interaction between the user and the machine to model an object. This project is focused into the edition of volumetric objects, let us say, edit the volume of an object with addition and subtractions of other volumes. In the field of graphic computation, the most used method of representation is the triangular mesh. Triangular meshes are sets of triangles representing the skin of the volume to render. There are techniques that allow the addition and subtraction of volumes represented by triangular meshes, but usually these methods are complicated with lower robustness. In this project, it was decided to use another volumetric representation method allowing to use volumetric operators easily. This method is called distance fields. The problem of the selected representation method is the computation cost of rendering. Nowadays, the computational power does not allow the real time rendering of this technique. The most used method for real time rendering is the triangular meshes and the graphic cards are specially designed to represent them. In this project, in order to represent the objects in real time, while using the technique of distance fields to modify and represent objects, it is used a special technique to extract the triangular mesh of the scene represented by distance fields. The main objective of the project is to implement a prototype that allows the representation and modification of volumes by distance field techniques and compute the representation in real time by extracting the mesh of the scene.
