Skelettbasierte physikalische Echtzeitsimulation elastischer Oberflächen unter Verwendung der medialen Fläche
Autor: Matthias Pfaff
Betreuer: Prof. Dr. Charles A. Wüthrich
In einer Kooperation des Lehrstuhls für grafische Datenverarbeitung der Bauhaus- Universität Weimar und der ABS-CBN Foundation f¨ur Kinderfernsehen wird derzeit an einer Echtzeitsimulation von Handpuppen gearbeitet, die direkt in das Fernsehsignal eingespeist werden kann. Den Ausgangspunkt für diese Anwendung bildet eine Kindersendung, in der herkömmliche Handpuppen eingesetzt werden, die aus Schaumstoff und Latex bestehen und teilweise Kleidung tragen. Da die Produktion dieser Puppen sehr zeit- und kostenaufwändig ist, wird im Rahmen der oben genannten Zusammenarbeit an einer benutzerfreundlichen computergestützten Erstellung der Puppenmodelle und deren Echtzeitvisualisierung geforscht. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde für letztere ein skelettbasierter Ansatz erarbeitet. Dabei kommt eine automatisch aus der Oberfläche des Objekts gebildete mediale Fläche zum Einsatz. Dadurch muss die Modellierung des Skeletts nicht durch den Benutzer durchgeführt werden. Das ursprüngliche Objekt wird mit dem Skelett verbunden und durch die Simulation eines Feder-Masse-Systems animiert.
Durch die Verwendung der in dieser Arbeit vorgestellten Animationstechniken können Objektoberflächen unterschiedlicher Festigkeit simuliert werden. Da Handpuppen auch Gelenke haben, wurde außerdem eine Technik zu deren Generierung entworfen. Diese beruht auf der Verwendung von Schnittparadigmen, mit denen die mediale Fläche geschnitten und in Gelenkabschnitte unterteilt werden kann. Jede dadurch generierte Unterteilung der Puppe kann im Anschluss manipuliert werden, wodurch es möglich wird, realistische Gliedmaßen der Puppen zu simulieren.
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