hmm Скачать - hmm Source Code Скачать

hmm

С/С++

v1.1.0

Скачать

хм

hmm - это утилита в восемь м .

Если вы сделали какую -либо разработку 3D -игры, 3D -печать или другие подобные вещи, вы, вероятно, хотели преобразовать изображение высоты серого в 3D -сетку. Наивный путь довольно прост, но генерирует огромные сетки с миллионами треугольников. После того, как я пробирался через различные решения за эти годы, я наконец решил, что мне нужно написать хороший инструмент для этой цели.

hmm - это современная внедрение хорошего алгоритма из бумаги 1995 года быстрого полигонального приближения местности и высоты гирлянда и Хекберта. Сетки, произведенные hmm удовлетворяют условию Делауны, и могут удовлетворить указанную максимальную ошибку или максимальное количество треугольников или вершин. Это также очень быстро.

Зависимости

C ++ 11 или выше
GLM

Установка

brew install glm # on macOS
sudo apt-get install libglm-dev # on Ubuntu / Debian

git clone https://github.com/fogleman/hmm.git
cd hmm
make
make install

Использование

 heightmap meshing utility
usage: hmm --zscale=float [options] ... infile outfile.stl
options:
  -z, --zscale           z scale relative to x & y (float)
  -x, --zexagg           z exaggeration (float [=1])
  -e, --error            maximum triangulation error (float [=0.001])
  -t, --triangles        maximum number of triangles (int [=0])
  -p, --points           maximum number of vertices (int [=0])
  -b, --base             solid base height (float [=0])
      --level            auto level input to full grayscale range
      --invert           invert heightmap
      --blur             gaussian blur sigma (int [=0])
      --gamma            gamma curve exponent (float [=0])
      --border-size      border size in pixels (int [=0])
      --border-height    border z height (float [=1])
      --normal-map       path to write normal map png (string [=])
      --shade-path       path to write hillshade png (string [=])
      --shade-alt        hillshade light altitude (float [=45])
      --shade-az         hillshade light azimuth (float [=0])
  -q, --quiet            suppress console output
  -?, --help             print this message

hmm поддерживает различные форматы файлов, такие как PNG, JPG и т. Д. Для входной высоты. Вывод всегда является двоичным файлом STL. Единственный другой необходимый параметр -z , который указывает, сколько масштабировать ось z в выходной сетке.

$ hmm input.png output.stl -z ZSCALE

Вы также можете предоставить максимальную допустимую ошибку, количество треугольников или количество вершин. (Если указано несколько, используется первая достигнутая.)

$ hmm input.png output.stl -z 100 -e 0.001 -t 1000000

Визуальное руководство

Нажмите на изображение ниже, чтобы увидеть примеры различных аргументов командной строки. Вы можете попробовать эти примеры самостоятельно с этой высотой: gale.png.

Z Scale

Требуемый параметр -z определяет расстояние между полностью черным пикселем и полностью белым пикселем в вертикальной оси Z, с единицами, равными ширине или высоте одного пикселя. Например, если каждый пиксель в высоте представлял площадь 1x1 -метров, а вертикальный диапазон высоты составлял 100 метров, то следует использовать -z 100 .

Z преувеличение

Параметр -x -это просто дополнительный множитель на вершине предоставленной шкалы Z. Он предоставляется в качестве удобства, поэтому вам не нужно делать умножение в своей голове, чтобы преувеличить, например, 2x, поскольку шкалы Z часто получают из реальных данных и могут иметь странные значения, такие как 142.2378.

Максимальная ошибка

Параметр -e определяет максимально разрешенную ошибку в выходной сетке, как процент от общей высоты сетки. Например, если используется -e 0.01 , то ни один пиксель не будет иметь ошибки более 1% от расстояния между полностью черным пикселем и полностью белым пикселем. Это означает, что для 8-битного входного изображения ошибка e = 1 / 256 ~= 0.0039 гарантирует, что ни у одного пикселя нет ошибки, превышающей один полный блок серого. (Все еще может быть желательно использовать более низкое значение, например, 0.5 / 256 )

Базовая высота

Когда опция -b используется для создания твердой сетки, она определяет высоту основания до того, как появится самая низкая часть высоты, в процентах от высоты высоты. Например, если бы использовался -z 100 -b 0.5 , то последняя сетка была бы высотой около 150 единиц (если на входе существует полностью белый пиксель).

Граница

Граница может быть добавлена в сетку с флагами --border-size и --border-height . Высокая карта будет пролакнута пикселями по border-size перед триангуляцией. Значение (предварительно масштабное) Z может быть установлено с border-height что по умолчанию до 1.

Фильтры

Гауссовое размытие может быть применено с флагом --blur . Это особенно полезно для шумных изображений.

HeightMap может быть перевернута с флагом --invert . Это полезно для литофанов.

Высокая карта может быть автоматически выровнена с --level . Это расширит значения серого, чтобы использовать весь белый диапазон Black =>.

Гамма -кривая может быть применена на карту высоты с флагом --gamma . Это применяется x = x ^ gamma к каждому пикселю, где x находится в [0, 1].

Нормальные карты

Обычная карта с полным разрешением может быть сгенерирована с помощью аргумента --normal-map . Это сохранит нормальную карту в виде RGB PNG для указанного пути. Это полезно для того, чтобы оформить удары и детали более высокого разрешения при использовании сетки треугольника с более низким разрешением.

Хиллшад изображения

Образ Hillshade с серого может быть сгенерировано с помощью аргумента --shade-path . Высота и азимут источника света могут быть изменены с помощью аргументов --shade-alt и --shade-az , которые по умолчанию до 45 градусов по высоте и 0 градусов от севера (вверх).

Производительность

Производительность сильно зависит от количества деталей в высоте, но вот несколько цифр для примера высоты площадью 40x40 километров, центрированной на горе Эверест. Показаны различные разрешения высоты и разрешенные максимальные ошибки. Times, рассчитанная на 13 "MacBook Pro 2018 года (2,7 ГГц Intel Core i7).

Время выполнения за считанные секунды

Размер изображения / ошибка	E = 0,01	E = 0,001	E = 0,0005	E = 0,0001
9490 x 9490 px (90,0 Мп)	6.535	13.102	19.394	58.949
4745 x 4745 px (22,5 Мп)	1.867	4.903	8.886	33,327
2373 x 2373 PX (5,6 Мп)	0,559	2.353	4.930	14.243
1187 x 1187 PX (1,4 Мп)	0,168	1.021	1.961	3.709

Количество выводов треугольников

Размер изображения / ошибка	E = 0,01	E = 0,001	E = 0,0005	E = 0,0001
9490 x 9490 px (90,0 Мп)	33 869	1 084 972	2467 831	14 488 022
4745 x 4745 px (22,5 Мп)	33,148	1 032 263	2 323 772	11 719 491
2373 x 2373 PX (5,6 Мп)	31 724	935,787	1 979 227	6 561 070
1187 x 1187 PX (1,4 Мп)	27 275	629,352	1 160,079	2 347 713