home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Amiga ISO Collection / AmigaUtilCD2.iso / Programming / Assembler / dse-src3.dms / in.adf / Source / Vectors / Blobbs.lha / BlobbySurfaces.txt
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-06  |  5.5 KB

  1. From: foo@titan.rice.edu (Mark Hall)
  2. Newsgroups: comp.graphics
  3. Subject: Re: Blobbly Polygons
  4. Summary: Blobby molecules are implicit surfaces
  5. Date: 16 Feb 89 15:32:29 GMT
  6. Organization: Rice University, Houston
  7.  
  8. In article <439@celia.UUCP> celia!charlie@tis.llnl.gov (Charlie Gibson) writes:
  9. >Can anyone recommend some references for "Meta-Sphere" or "Blobby Molecule"
  10. >algorithms that create a tesselated 3-d geometry? (as opposed to scanline
  11. >algorithms for direct rendering of these primitives)
  12.  
  13.     The surfaces of these blobby molecules are implicitly defined.
  14. That is, they are defined by a single equation
  15.  
  16.     f(x, y, z) = 0
  17.  
  18.     I assume that you have seen Blinn's '82 paper on rendering these
  19. directly.  It was printed in ACM transactions on Graphics, and pointed to
  20. in that year's SIGGRAPH proceedings. 
  21.  
  22.     In the last couple of years several people have looked into using 
  23. polygonal representations of implicit surfaces. Implicit surfaces
  24. are becoming a little more popular because they are nice for defining
  25. "blending surfaces". My advisor wrote his thesis on the form the implicit
  26. blending surface needs to be in. Data that is in the form of spatially
  27. arranged density data can also be viewed by picking a level set to be
  28. the surface of interest. Lots of data is in this form: CT scan, NMR, 
  29. some seismic data, etc. 
  30.  
  31.     Back to your initial question: what are some references on 
  32. polygonalizing these things?
  33.  
  34.     Blinn, J., (1982)
  35.     A Generalization of Algebraic Surface Drawing,
  36.     ACM Transactions on Graphics, Vol. 1, Number 3, pp. 235-256.
  37.  
  38.     Wyvil, G.,McPheeters, C., and Wyvil, B., (1986)
  39.     ``Data structure for  soft objects",
  40.     The Visual Computer,2:227-234.
  41.  
  42.     Lorenson, W., and Cline, H. (1987)
  43.     ``Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm",
  44.     Computer Graphics, Volume 21, No. 4, pp. 163-169.
  45.  
  46.     Duurst, M. J. (1988),
  47.     "Additional Reference to Marching Cubes", 
  48.     Computer Graphics, 
  49.     Volume 22, No. 2, pp. 72,73.
  50.  
  51.     Bloomenthal, J., (1988) 
  52.     Polygonalization of Implicit Surfaces,
  53.     Computer Aided Geometric Design 5 (1988), pp. 341-355.
  54.     (also Xerox Report CSL-87-2. and in SIGGRAPH course notes (87 & 88?))
  55.  
  56.     Hall, M., and Warren, J. (1988)
  57.     "Adaptive Tessellation of Implicitly Defined Surfaces",
  58.     (Submitted for publication  and Rice Technical report)
  59.     *copies on e-mail request*
  60.  
  61.  
  62.     As mentioned before, Blinn rendered these things directly. 
  63. The brothers Wyvil have done a lot of work incorporating these objects
  64. into their Graphicsland environment at U. Calgary. I see some
  65. of their students posting in this group, if you have questions 
  66. for them. Lorenson and Cline 
  67. showed a table lookup algorithm that is quite nice. It does have 
  68. (at least) one bug, a consequence of which is pointed out by Duurst,
  69. but I have used it in a number of applications with pleasing results.
  70. Bloomenthal presents an algorithmic approach with the added feature 
  71. of being able to adaptively approximate the surface. That is, where
  72. the surface is flat[ter], use fewer but larger polygons to approximate it.
  73. His algorithm is tricky to implement correctly by his own admission. 
  74. Joe Warren and I found a different method for adaptively polygonalizing
  75. the surface that we think is easier to implement. 
  76.  
  77. Hope this helps. 
  78.  
  79. - mark
  80.  
  81. -----------------------------------------------------------
  82.  
  83. From: johnston@lbl-csam.arpa (Bill Johnston [csr])
  84. Newsgroups: comp.graphics
  85. Subject: Re: Blobbly Molecules - tessellating
  86. Date: 16 Feb 89 19:47:29 GMT
  87. Organization: Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley CA
  88.  
  89. The medical imaging folks have developed a very nice algorithm
  90. called ``Marching Cubes'' for tessellating complex 3D surfaces:
  91.   .ds [A W. Lorensen
  92.   .as [A ", H. Cline
  93.   .ds [T Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algorithm
  94.   .ds [J Computer Graphics
  95.   .ds [V 21
  96.   .ds [N 4
  97.   .ds [D 1987
  98.   .ds [O (Proceedings ACM SIGGRAPH, 1987.)
  99.  
  100. This algorithm works locally, seeking to fit a surface through each
  101. elemental cube (voxel) (as defined by the the grid intersections) that
  102. intersects the surface. The result is a large number of small polygons
  103. that completely cover the surface f=C.
  104.  
  105. For ``blobby molecules'' you might contour the electric field strength
  106. using Marching Cubes to tessellate the surface |E|=C. We have made an
  107. interesting movie of methane molecules trapped in a crystal lattice by
  108. just tessellating the Van der Waal's radii about the collection of
  109. atomic centers for methane.  We did nothing more complex than
  110. tessellating a contour of the field f=x**2+y**2+z**2 about every atomic
  111. center, and let the hidden surface processing worry about the
  112. intersecting shperes. This, of course, does not give quite the blobbly
  113. appearence of |E| = C taken over the whole molecule.
  114.  
  115. Be cautioned that the algorithm as presented at SIGGRAPH 87 has an
  116. error that causes small holes to appear in the tessellation at some
  117. saddle points on the surface. I talked to Bill Lorensen at SIGGRAPH
  118. last year and he said that he was going to publish a correction in the
  119. SIGGRAPH Quarterly. I don't know if he has done that yet, or not.
  120.  
  121. We have an implementation of this algorithm that we will make available
  122. when we distribute our video movie making system software in a few months.
  123. See:
  124.  
  125.   .ds [A W. E. Johnston
  126.   .as [A ", D. E. Hall
  127.   .as [A ", J. Huang
  128.   .as [A ", M. Rible
  129.   .as [A ", D. Robertson
  130.   .ds [T Distributed Scientific Video Movie Making
  131.   .ds [J Proceedings of the Supercomputing Conference
  132.   .ds [D 1988
  133.   .ds [O (The Computer Society of the IEEE.)
  134.  
  135.  
  136.     Bill Johnston and David Robertson
  137.     Lawrence Berkeley Laboratory
  138.     (wejohnston@lbl.gov, ...ucbvax!lbl-csam.arpa!johnston)
  139.     (dwrobertson@lbl.gov, ...ucbvax!lbl-csam.arpa!davidr)
  140.