การสร้างโครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยม 3 มิติ จากการวาดเพื่อสร้างอาวุธมีคมที่มีช่องว่าง

Abstract

บทคัดย่อ

การสร้างวัตถุ 3 มิติ ที่มีที่มีโครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยม ที่มีด้านคม และมีช่องว่างนั้นค่อนข้างซับซ้อน แม้จะใช้โปรแกรมสำเร็จรูปที่ได้รับความนิยมในการใช้งานในปัจจุบัน มาเป็นเครื่องมือสำหรับใช้สร้างวัตถุดังกล่าว ก็ยังพบว่าใช้เวลานาน ดังนั้นผู้วิจัยจึงได้พัฒนาระบบที่นำการวาดรูปเส้นโค้งและรูปเรขาคณิตปฐมฐาน ที่คล้ายกับการวาดภาพตามธรรมชาติของมนุษย์ มาใช้ในการกำหนดโครงร่าง 2 มิติ ของอาวุธมีคมและช่องว่างภายในวัตถุ เพื่อให้สร้างวัตถุได้เร็วขึ้น และใช้โครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยมในการจัดเก็บ เพื่อให้เหมาะแก่การนำไปประยุกต์ใช้กับการสร้างเกมหรือแอนิเมชัน การให้ผู้ใช้สามารถกำหนดช่องว่างภายในวัตถุได้ ทำให้การสร้างรูปทรง 3 มิติ มีความสลับซับซ้อนกว่าการสร้างวัตถุโดยทั่วไป เพราะต้องจัดเรียงลำดับของจุดในโครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยม หลังจากกำหนดโครงร่าง 2 มิติ เสร็จเรียบร้อยแล้ว ระบบจะนำโครงร่างที่ได้ไปแปลงเป็นวัตถุ 3 มิติ ด้วยกระบวนการเอ็กซ์ทรูชัน โดยผู้ใช้ระบบสามารถควบคุมค่าความกว้างที่อยู่ระหว่างจุดต้นและจุดปลายด้วยค่าพารามิเตอร์ ผลลัพธ์ของโปรแกรมนี้จะได้วัตถุที่เป็นโครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยม ซึ่งสามารถแปลงเป็นโครงสร้างตาข่ายแบบสามเหลี่ยมได้ทำให้สามารถนำไปใช้กับงานได้หลากหลายชนิด ผู้วิจัยได้นำเครื่องมือที่ได้พัฒนาไปทดลองใช้สร้างวัตถุกับผู้ใช้มายาระดับมืออาชีพและผู้ใช้มายาระดับทั่วไป ผลลัพธ์ที่ได้จากการทดสอบระบบพบว่าผู้ใช้ทั้งสองกลุ่มสามารถสร้างวัตถุ 3 มิติ ที่มีโครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยมที่มีด้านคม และมีช่องว่างด้วยเวลาที่ลดลงร้อยละ 54.97 และ 72.31 ตามลำดับ 

คำสำคัญ : การวาดรูป; รูปเรขาคณิตปฐมฐาน; สมการเส้นโค้ง; วัตถุ 3 มิติ; โครงสร้างตาข่ายแบบสี่เหลี่ยม

Abstract

Generating a fine quality 3D sharp edged weapon model with holes based upon quad meshing is complicated. Although some current 3D modelling tools are available, generating a model for this specific purpose is still time-consuming. Therefore, we developed a flexible tool, using curve based drawings and simple primitives which is similar to human nature to sketch edges and holes within objects in 2D space in order to fasten our processes. Quad mesh lattice structure, which is suitable for games and animation, is used for object representation. Allowing users to cut holes within affects the complexity of our method in maintaining the sequence of vertices in lattice structure. After the completion of the 2D layout, our method performs extrusion process to generate 3D shape. Users are allowed to adjust the width between the beginning and end points with parameter. The output model; quad mesh model, can be split into triangles and can be used in various types of work. We tested with two groups of samples: A Maya professionally trained user and general users. The experimental results showed that both groups created 3D objects with holed took less time than using Maya by 54.97 and 72.31 %, respectively. 

Keywords: sketch-based interfaces; primitive shape; bezier curved; 3D modeling; quadrilateral mesh