Generování vlasů interpolací

Abstract

Tato diplomová práce popisuje procedurální generátor vlasů, který je schopen vygenerovat vlasy z pouze pár řídících vlasů, které jsou přímo modelovány 3d umělcem. Generátor vlasů je součástí projektu Stubble - nástroje na modelování vlasů v Autodesk Maya. Procedurální generátor vlasů umožňuje generování vlasů během vykreslování, a tudíž není potřeba ukládat vlasy do souborů se scénou, což výrazně zrychlí vykreslování. Vlasy mohou být taktéž generovány interaktivně a zobrazeny pomocí OpenGL během modelování v Maye. Generované vlasy jsou hlavně spočteny pomocí interpolace z již zmíněných řídících vlasů, ale zároveň jsou ovlivněny mnoha nastavitelnými vlastnostmi. Tyto vlastnosti umožňují změnit geometrii vlasů pomocí šumových funkcí, definovat barvu a tloušťku vlasů a mnohem více. Abych určil pozice vlasů na dané trojúhelníkové síti, používám vlastní vzorkovací algoritmus, který generuje náhodné vzorky na trojúhelníkové síti dle hustoty dané 2-dimenzionální texturou. Můj vzorkovací algoritmus používá novou techniku ke generování vzorků z diskrétní distribuce. Tato technika může být použita v jiných aplikacích než je vzorkování trojúhelníkových sítí.

This thesis describes a procedural hair generator that is able to generate hair from just a few hairs, called hair guides, which are directly modeled by a 3d artist. The procedural hair generator is a part of Stubble project -- a tool for hair modeling in Autodesk Maya. The procedural hair generator can generate hair during rendering, thus avoiding storage of hair geometry in a scene file, which makes the rendering process very efficient. Furthermore, hair can be generated interactively and displayed by OpenGL during modeling in Maya. Generated hair geometry is mainly defined by interpolation from the mentioned hair guides; however it is also influenced by many hair properties. These properties can change hair geometry using noise functions, define hair color, width and more. To determine hair root positions on a given triangular mesh I use my own mesh sampling algorithm that generates random samples on a triangular mesh according to a density defined by a 2-dimensional texture. My sampling algorithm uses an innovative way of sampling from a discrete probability distribution, which can be used in other applications than mesh sampling.