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/ CU Amiga Super CD-ROM 13 / CU Amiga Magazine's Super CD-ROM 13 (1997)(EMAP Images)(GB)(Track 1 of 2)[!][issue 1997-08].iso / CUCD / Graphics / irit70 / www / papers < prev    next >
Text File  |  1997-03-18  |  18KB  |  345 lines

  1. This file lists the set of papers and tech reports that were written with
  2. the aid of the IRIT solid modeling tool.
  3. -----------------------------------------------------------------------------
  4.  Orthogonal Decomposition of Non-Uniform Bspline Spaces using Wavelets
  5.  
  6.            Roman Kazinnik and Gershon Elber
  7.  
  8. We  take advantage  of ideas  of  an orthogonal wavelet complement  to
  9. produce   multiresolution  orthogonal   decomposition   of  nonuniform
  10. \Bspline{} (NUB) spaces.  The  editing of NUB  curves and surfaces can
  11. be handled at different levels of resolutions.
  12.  
  13. Applying Multiresolution     decomposition       to,  possibly   $C^1$
  14. discontinuous surfaces, one can preserve the general shape on one hand
  15. and local features  on the other of   the free-form models,  including
  16. geometric discontinuities.
  17.  
  18. The Multiresolution decomposition of the NUB tensor product surface is
  19. computed via the symbolic computation  of inner products of \Bspline{}
  20. basis functions.   To find a closed  form representation for the inner
  21. product of the \Bspline{} basis functions, an equivalent interpolation
  22. problem is solved.
  23.  
  24. As   a   one example   for   the   strength  of   the  Multiresolution
  25. decomposition,   a  tool demonstrating   the  Multiresolution  editing
  26. capabilities of NUB surfaces was developed and is presented as part of
  27. this work, allowing interactive 3D editing of NUB free-form surfaces.
  28.  
  29. * To appear in Eurographics 97, Budapest, Hungary, September 1997.
  30. -----------------------------------------------------------------------------
  31.     Physically Based Adaptive Triangulation of Freeform Surfaces.
  32.  
  33.          Patrick Chouraqui and Gershon Elber
  34.  
  35. This paper studies  an adaptive  polygonization method for  parametric
  36. surfaces that is   physically  based.  A   set of sampled    points is
  37. distributed by this algorithm according to the  curvature field of the
  38. surface. A triangulation    is then  superimposed  over  this  sampled
  39. set. The locations  of these sampled points  are obtained by employing
  40. physically based  models of  interaction  of particles.   Two physical
  41. models are considered  in this study:  a spring-mass model and a model
  42. of  electrostatically   charged  particles.   The resulting  algorithm
  43. equally  distributes the  approximation  error   of the  triangulation
  44. throughout the surface,  once  the equilibrium  state of the  physical
  45. model is reached.
  46.  
  47. * Presented in Computer Graphics International 1996 (CGI 96),
  48.   Pohang, Korea, pp 144-153, June 1996.
  49. -----------------------------------------------------------------------------
  50.     Fast Iso-Surface Extraction using Marching Gradients
  51.  
  52.           Olga Tebeleva and Gershon Elber
  53.  
  54. Given   an explicit trivariate   hyper-surface  defined  over a  three
  55. dimensional image  data set, ${\cal D}$, and  an iso-surface  $S_1$ of
  56. ${\cal D}$ at some iso-value $v_1$, we present an algorithm to extract
  57. a new iso-surface $S_2$ at  iso-value  $v_2$, with $v_2$  sufficiently
  58. close to $v_1$.  Off-line continuous reconstruction of ${\cal D}$ as a
  59. high order  Bspline trivariate is   employed, yielding  a linear  time
  60. complexity for the  extraction  of $S_2$ in   the size of the  data of
  61. iso-surface    $S_1$.   The end   result allows  real-time incremental
  62. modification of the  iso-value.   Hence, users can  potentially modify
  63. and refine  an  extracted iso-surface to  a  precise iso-value,  in an
  64. interactive manner.
  65.  
  66. * Presented in The fourth Pacific Graphics Conference on Computer Graphics
  67.   and Applications, Taipei, Taiwan, pp 80-90, August 1996.
  68. -----------------------------------------------------------------------------
  69.   New Approximation Methods of Planar Offset and Convolution Curves
  70.  
  71.          In-Kwon Lee, Myung-Soo Kim, and Gershon Elber
  72.  
  73. We  present new methods to approximate  the  offset and convolution of
  74. planar  curves.  These  methods can  be used  as fundamental tools  in
  75. various  geometric applications such as   NC  machining and  collision
  76. detection  of    planar  curved   objects.   Using    quadratic  curve
  77. approximation and  tangent field matching,  the offset and convolution
  78. curves can be approximated by polynomial or rational curves within the
  79. tolerance of approximation error  $\epsilon  > 0$.  We suggest   three
  80. methods  of  offset approximation,  all  of which  allow  simple error
  81. analysis and at the  same  time provide high-precision  approximation.
  82. Two   methods  of convolution approximation   are  also suggested that
  83. approximate convolution curves with polynomial or rational curves.
  84.  
  85. * Presented in Theory and Practice of Geometric Modeling,
  86.   University of Tubingen, Germany, October 1996.
  87. -----------------------------------------------------------------------------
  88. Qualitative and Quantitative Comparisons of Offset Curve Approximation Methods
  89.  
  90.         Gershon Elber, In-Kwon Lee, and Myung-Soo Kim
  91.  
  92. * To appear in CG&A
  93. -----------------------------------------------------------------------------
  94.       Inferring 3D models from freehand sketches and constraints
  95.  
  96.  Lynn Eggli, Ching-yao Hsu, Beat D. Br\"{u}derlin, and Gershon Elber
  97.  
  98. This paper describes `Quick-sketch', a 2d and 3d modeling tool for pen
  99. based computers. Users  of this system   define a model by  simple pen
  100. strokes, drawn directly on the screen of a pen-based PC.  Exact shapes
  101. and geometric relationships   are interpreted  from  the sketch.   The
  102. system can be used to also  sketch three-dimensional solid objects and
  103. B-spline surfaces. These  objects may be refined  by defining two- and
  104. three-dimensional  geometric    constraints.    A  novel   graph-based
  105. constraint solver is used to establish the geometric relationships, or
  106. to  maintain them  when  manipulating  the objects interactively.  The
  107. approach presented here,  is a first step  towards a conceptual design
  108. system. Quick-sketch can be used as a hand sketching front-end to more
  109. sophisticated modeling-, rendering- or animation systems.
  110.  
  111. * To appear in CAD
  112. -----------------------------------------------------------------------------
  113.              Ruled Tracing
  114.  
  115.       Gershon Elber, Jung-Ju Choi, and Myung-Soo Kim
  116.  
  117. The traditional   ray  tracing technique     based on a   ray--surface
  118. intersection  is  reduced to  a ruled-  or developable-surface surface
  119. intersection problem, enabling direct freeform  surface rendering.  By
  120. exploiting the spatial coherence    gained in  the   ruled/developable
  121. surface  tracing approach presented  in this   work, the emulation  of
  122. shadows, specular reflections and/or refractions in a freeform surface
  123. environment can all be efficiently implemented.
  124.  
  125. The   approach proposed herein   provides  a  direct freeform  surface
  126. rendering  alternative to ray tracing.  An  implementation of a direct
  127. freeform  surface renderer that emulates shadows  as  well as specular
  128. reflections is discussed. This renderer processes isoparametric curves
  129. as its  basic building block, eliminating the  need for  any polygonal
  130. approximation.
  131.  
  132. * To appear in The Visual Computer.
  133.   Also Center for Intelligent Systems Tech. Report,
  134.   CIS 9501, Computer Science Department, Technion.
  135. -----------------------------------------------------------------------------
  136.            Matching of Freeform Curves
  137.  
  138.             Gershon Elber
  139.  
  140. Freeform parametric curves  are extensively employed in various fields
  141. such  as computer graphics, computer   vision, robotics, and geometric
  142. modeling.   While many  applications  exploit and  combine  univariate
  143. freeform entities into more complex forms such as sculptured surfaces,
  144. the problem of a fair or even  optimal {\em relative} parameterization
  145. of freeforms, under some norm, has been rarely considered.
  146.  
  147. In  this work, we   present a  scheme   that closely  approximates the
  148. optimal relative matching  between  two  or  even $n$   given freeform
  149. curves,  under a user's prescribed norm  that is based on differential
  150. properties of the   curves.     This matching   is computed   as     a
  151. reparameterization   of $n-1$  of  the  curves   that  can be  applied
  152. explicitly using   composition. The  proposed  matching  algorithm  is
  153. completely automatic and  has been successfully employed  in different
  154. applications with  several   demonstrated  herein:  metamorphosis   of
  155. freeform curves   with feature preservations,  key frame interpolation
  156. for animation, self  intersection free ruled surface construction, and
  157. automatic matching of rail curves of blending surfaces.
  158.  
  159. * To appear in CAD.
  160.   Also Center for Intelligent Systems Tech. Report,
  161.   CIS 9527, Computer Science Department, Technion.
  162. -----------------------------------------------------------------------------
  163.     Planar Curve Offset Based on Circle Approximation
  164.  
  165.       In-Kwon Lee, Myung-Soo Kim, and Gershon Elber
  166.  
  167. An algorithm is  presented to approximate  planar offset curves within
  168. an arbitrary tolerance $\epsilon>0$.  Given  a planar parametric curve
  169. $C(t)$ and  an offset radius $r$, the   circle of radius  $r$ is first
  170. approximated by piecewise quadratic B\'ezier curve segments within the
  171. tolerance  $\epsilon$.  The   exact  offset  curve   $C_r(t)$ is  then
  172. approximated by the convolution of $C(t)$  with the quadratic B\'ezier
  173. curve segments.   For a  polynomial curve $C(t)$  of  degree $d$,  the
  174. offset curve   $C_r(t)$  is approximated   by planar  rational curves,
  175. $C^a_r(t)$'s, of degree $3d-2$.  For a rational curve $C(t)$ of degree
  176. $d$,  the offset curve  is approximated by   rational curves of degree
  177. $5d-4$.  When they have no self-intersections, the approximated offset
  178. curves, $C^a_r(t)$'s, are  guaranteed to be within $\epsilon$-distance
  179. from  the exact  offset curve  $C_r(t)$.   The  effectiveness of  this
  180. approximation technique is  demonstrated in the offset  computation of
  181. planar   curved    objects bounded by   polynomial/rational parametric
  182. curves.
  183.  
  184. * CAD, Vol 28, No 8, pp 617-630, August 1996.
  185. -----------------------------------------------------------------------------
  186.       Multiresolution Control for Nonuniform Bspline Curve Editing
  187.  
  188.         Gershon Elber and Craig Gotsman
  189.  
  190. The  piecewise  polynomial \bspline{}  representation   is widely used
  191. throughout  the CAGD   community  as  the  representation  of  choice.
  192. However, the locality of \bspline{}  curves,  while important in  many
  193. respects, disables  global control of  the curve, preventing efficient
  194. and  easy manipulation.  Multiresolution  representations for  uniform
  195. \bspline{}  curves have  been   recently  proposed to alleviate   this
  196. problem.
  197.  
  198. Herein, we extend  the use of  multiresolution representations to  non
  199. uniform \bspline{}   (NUBS)  curves,  including  periodic  curves. Our
  200. method  supports  local non   uniform  refinement and  (dis)continuity
  201. preservation.  The multiresolution  decomposition of the freeform NUBS
  202. curve is computed using least-squares approximation, based on existing
  203. data  reduction techniques.  The   majority of contemporary   modeling
  204. systems   that  employ the NUBS  representation   may  now employ this
  205. multiresolution NUBS curve editing method.
  206.  
  207. The least-squares decomposition allows us  to support NUBS curves, but
  208. it also  imposes some preprocessing penalties  in  both time and space
  209. compared to techniques  for multiresolution uniform \bspline{} curves.
  210. Nonetheless,  the entire process is fast  enough to enable interactive
  211. editing of  complex NUBS curves, as  is demonstrated by an interactive
  212. editor implemented to test our methods.
  213.  
  214. * The third Pacific Graphics Conference on Computer Graphics and
  215.   Applications, Seoul, Korea, pp 267-278, August 1995.
  216. -----------------------------------------------------------------------------
  217.     Line Art Rendering via a Coverage of Isoparametric Curves
  218.  
  219.                 Gershon Elber
  220.  
  221. A line-art non-photorealistic rendering  scheme of scenes  composed of
  222. freeform   surfaces is presented.    A freeform  surface  coverage  is
  223. constructed  using a set of isoparametric  curves.  The density of the
  224. isoparametric  curves is set  to be a  function of the illumination of
  225. the surface determined using a simple  shading model, or of regions of
  226. special importance such  as  silhouettes.  The outcome  is  one way at
  227. achieving an aesthetic and attractive  line-art rendering that employs
  228. isoparametric  curve based drawings   that  is suitable for   printing
  229. publication.
  230.  
  231. * IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics,
  232.   Vol 1, No 3, pp 231-239, September 1995.
  233. -----------------------------------------------------------------------------
  234.         Line Illustrations $\in$ Computer Graphics
  235.  
  236.                 Gershon Elber
  237.  
  238. The   revolution of the  computer graphics  field  during the last two
  239. decades made it possible to create  high quality synthetic images that
  240. even experts find it difficult to differentiate from real imagery.
  241.  
  242. In this  paper, we  explore  a partially  overlooked theme of computer
  243. graphics that aims  at conveying simple  information using simple line
  244. drawings and illustrations of polygonal as well as freeform objects.
  245.  
  246. * The Visual Computer, Vol 11, No 6, 1995.
  247. -----------------------------------------------------------------------------
  248.      Error Bounded Piecewise Linear Approximation of Freeform Surfaces.
  249.  
  250.                  Gershon Elber
  251.  
  252. We  present two models for  piecewise linear approximation of freeform
  253. surfaces.  One model  exploits global  curvature bounds  and the other
  254. employs an intermediate bilinear approximation. In both models, a norm
  255. that  minimizes  the  maximal   deviation   of the  piecewise   linear
  256. approximation from the freeform surface is used.
  257.  
  258. * CAD, Vol 28, No 1, pp 51-57, January 1996.
  259.   Also tech report CIS #9413, Computer Science Department, Technion,
  260.   October 1994.
  261. -----------------------------------------------------------------------------
  262.        Symbolic and Numeric Computation in Curve Interrogation.
  263.  
  264.                  Gershon Elber
  265.  
  266. The control  of shape  of curves  is of  great importance  in computer
  267. aided geometric design.   Determination  of planar curves'  convexity,
  268. the  detection of  inflection  points,  coincident  regions, and  self
  269. intersection points,  the enclosed  area of  a  closed curve,  and the
  270. locations of extreme curvature  are important features of curves  that
  271. can affect the design, in modeling environments.
  272.  
  273. In this paper, we investigate the ability to robustly answer the above
  274. queries and related questions using an approach which exploits both
  275. symbolic computation and numeric analysis.
  276.  
  277. * Computer Graphics {\it forum}, Vol 14, No 1, pp 25-34, March 1995.
  278. -----------------------------------------------------------------------------
  279.         Adaptive Isocurves Based Rendering: the Hardware Way.
  280.  
  281.                 Gershon Elber
  282.  
  283. In   a recent  work~\cite{Gershon-adap-iso-rend},  an   almost optimal
  284. algorithm to provide a coverage based on the isoparametric curves of a
  285. surface was  presented. This approach  was combined  successfully with
  286. curve rendering techniques and used to  directly render surfaces using
  287. isoparametric curves instead of polygons.
  288.  
  289. In this paper,  we describes an adaptation  of the rendering algorithm
  290. that uses adaptive isoparametric curves  as the surface coverage, to a
  291. generic hardware. We also discuss  the feasibility of implementing the
  292. adaptive    isocurve extraction  algorithm   itself in   hardware. The
  293. presented results make the surface  coverage using adaptive extraction
  294. of isoparametric    curves a tool   for   competitive freeform surface
  295. rendering in both software and hardware.
  296.  
  297. Several  results,  including  a  videotape  recording  of a  real time
  298. display, are demonstrated.
  299.  
  300. * Presented in Computer Graphics International 1994 (CGI 94), Melbourne,
  301.   Australia, June 1994.
  302. -----------------------------------------------------------------------------
  303.         Metamorphosis of Freeform Curves and Surfaces.
  304.  
  305.                 Gershon Elber
  306.  
  307. Metamorphosis between two freeform \bspline{} curves is considered and
  308. several approaches to control the process are discussed. Starting with
  309. simple convex combination, we examine two  other approaches, one based
  310. on multiresolution  decomposition of   freeform curves and   the other
  311. based on edge cutting of the control polygon  of curves.  The later is
  312. improved by introducing a correspondence test for simple metamorphosis
  313. relation.   Finally, we consider  the  possibility of  extending these
  314. algorithms to surfaces.
  315.  
  316. * Presented in Computer Graphics International 1995 (CGI 95), Leeds, UK,
  317.   June 1995.
  318. -----------------------------------------------------------------------------
  319.             Sketching as a Solid Modeling Tool
  320.  
  321.            Lynn Eggli, Beat Bruderlin, and Gershon Elber.
  322.  
  323. This paper describes 'Quick-sketch', a 2d and 3d modeling tool for pen
  324. based  computers. Users of this  system define a  model  by simple pen
  325. strokes  drawn  directly  on  the  screen of  a  pen-based  PC. Lines,
  326. circles, arcs, or B-spline curves are automatically distinguished, and
  327. interpreted  from    these strokes.   The  system   also automatically
  328. determines relations, such as right  angles, tangencies, symmetry, and
  329. parallelism, from the sketch  input. These relationships are then used
  330. to  clean  up  the drawing   by making  the  approximate relationships
  331. exact. Constraints are  established to  maintain the relationships  in
  332. further editing.  A  constraint maintenance system,  which is based on
  333. gestural manipulation   and   soft constraints, is   employed  in this
  334. system. Several techniques for sketch  based definitions of 3d objects
  335. are  provided  as well,  including  extrusion,  surface of revolution,
  336. ruled surfaces and sweep. Features can  be sketched on the surfaces of
  337. 3d objects, using the same 2d- and  3d techniques. This way objects of
  338. medium complexity can be sketched in seconds. The system can be viewed
  339. as a front-end to more  sophisticated modeling, rendering or animation
  340. environments,  serving as a hand    sketching tool in the  preliminary
  341. design phase.
  342.  
  343. * Presented in Solid Modeling 95, Salt Lake City, Utah, May 1995. Also to
  344.   appear in CAD.
  345.