Marching Intersections: An Efficient Approach to Shape-from-Silhouette

A new shape-from-silhouette algorithm for the creation of 3D digital models is presented. The algorithm is based on the use of the Marching Intersection (MI) data structure, a volumetric scheme which allows ef\ufb01cient representation of 3D polyhedra and reduces the boolean operations between them to simple boolean operations on linear intervals. MI supports the de\ufb01nition of a direct shape-from-silhouette approach: the 3D conoids built from the silhouettes extracted from the images of the object are directly intersected to form the resulting 3D digital model. Compared to existing methods, our approach allows high quality models to be obtained in an ef\ufb01cient way. Examples on synthetic objects together with quantitative and qualitative evaluations are given

Procedural Reproduction of Terrain Textures with Geographic Data

International audienceSurface textures of high resolution and quality, either acquired from aerial or satellite imagery or computed using procedural models, are crucial for photorealistic terrain rendering. Procedural models provide a compact representation and can be evaluated at run-time. In this paper we present an extension to an existing, GPU-friendly procedural texturing model, such that it can be fitted semiautomatically to real-world data. In order to increase realism and to account for geographic conditions, we also include temperature, solar radiation and rainfall distributions - simulated ormodeled using measured data from gaging stations - into the reproduction process. The original surface texture is no longer required for rendering: instead a new texture of arbitrary resolution is synthesized at runtime. In addition to the compact procedural model we store elevation data, anyway required for the terrain rendering, and low-resolution geographic data. We show results of our method applied to a comparatively little cultivated region in Central Asia

Geometry Textures and Applications

International audienceGeometry textures are a novel geometric representation for surfaces based on height maps. The visualization is done through a GPU ray casting algorithm applied to the whole object. At rendering time, the fine-scale details (mesostructures) are reconstructed preserving original quality. Visualizing surfaces with geometry textures allows a natural LOD behavior. There are numerous applications that can benefit from the use of geometry textures. In this paper, besides a mesostructure visualization survey, we present geometry textures with three possible applications: rendering of solid models, geological surfaces visualization and surface smoothing

Laser-endoskopische Vermessung der oberen Atemwege mit einem Multipoint-Laser-Endoskop

Referat: Starre und flexible Endoskopien gehören heutzutage zu den Standarduntersuchungen in der HNO-Heilkunde. Mit der Weiterentwicklung und vermehrten Anwendung von TLM (transoral surgery) und TORS (transoral robotic surgery), gewinnt die präoperative Vermessung von Befunden an Wichtigkeit. Trotz mehrerer wissenschaftlicher Studien konnte bisher noch keine befriedigende standardisierte Methode zur endoskopischen Vermessung der oberen Atemwege gefunden werden. Bisher ließen optische und technische Umstände eine objektive endoskopische Vermessung nicht zu. Ziel dieser Studie ist es, transorale Vermessungen mittels Multipoint-Laser-Endoskop auf Genauigkeit und Anwendbarkeit zu überprüfen. In der vorliegenden Studie wurde ein Multipoint-Laser-Endoskop verwendet, das 49 Laserpunkte (Wellenlänge 639 nm, Leistung < 5 mW) in die optische Achse des Endoskopbildes projiziert. Durch die Erstellung eines 3D-Koordinatensystems können im Endoskopbild sowohl Strecken-, als auch Tiefen- und Flächenmessungen in Echtzeit vorgenommen werden. Nach einem Modellversuch erfolgten endoskopische Vermessungen an neun Leichenpräparaten im Bereich von Larynx und Trachea, die im Anschluss mit CT-Vermessungen verglichen wurden. Sieben der neun Leichenpräparate konnten für die Auswertung genutzt werden. Dabei ergab sich ein optimaler Messabstand von Endoskopspitze zu untersuchtem Objekt von 5-6 cm. Der durchschnittliche Messfehler lag bei 3.26 % ± 2.53 %. Der Vergleich mit den CT-Vermessungen ergab hervorragende Spearman-Korrelationskoeffizienten von 0.95 (p = 0.01) für die Larynxvermessung und 0.93 (p < 0.01) für die Trachealvermessung. Zusammenfassend lässt sich die Multipoint-Laser-Vermessung als eine vielversprechende Methode für den täglichen Einsatz in der diagnostischen und chirurgischen HNO einschätzen

Reconstruction and rendering of time-varying natural phenomena

While computer performance increases and computer generated images get ever more realistic, the need for modeling computer graphics content is becoming stronger. To achieve photo-realism detailed scenes have to be modeled often with a significant amount of manual labour. Interdisciplinary research combining the fields of Computer Graphics, Computer Vision and Scientific Computing has led to the development of (semi-)automatic modeling tools freeing the user of labour-intensive modeling tasks. The modeling of animated content is especially challenging. Realistic motion is necessary to convince the audience of computer games, movies with mixed reality content and augmented reality applications. The goal of this thesis is to investigate automated modeling techniques for time-varying natural phenomena. The results of the presented methods are animated, three-dimensional computer models of fire, smoke and fluid flows.Durch die steigende Rechenkapazität moderner Computer besteht die Möglichkeit immer realistischere Bilder virtuell zu erzeugen. Dadurch entsteht ein größerer Bedarf an Modellierungsarbeit um die nötigen Objekte virtuell zu beschreiben. Um photorealistische Bilder erzeugen zu können müssen sehr detaillierte Szenen, oft in mühsamer Handarbeit, modelliert werden. Ein interdisziplinärer Forschungszweig, der Computergrafik, Bildverarbeitung und Wissenschaftliches Rechnen verbindet, hat in den letzten Jahren die Entwicklung von (semi-)automatischen Methoden zur Modellierung von Computergrafikinhalten vorangetrieben. Die Modellierung dynamischer Inhalte ist dabei eine besonders anspruchsvolle Aufgabe, da realistische Bewegungsabläufe sehr wichtig für eine überzeugende Darstellung von Computergrafikinhalten in Filmen, Computerspielen oder Augmented-Reality Anwendungen sind. Das Ziel dieser Arbeit ist es automatische Modellierungsmethoden für dynamische Naturerscheinungen wie Wasserfluss, Feuer, Rauch und die Bewegung erhitzter Luft zu entwickeln. Das Resultat der entwickelten Methoden sind dabei dynamische, dreidimensionale Computergrafikmodelle