Interactive Technologies for Innovative Subdivision-supported Computer Aided Design Systems

SOMMARIO Il progetto si propone l’introduzione di nuove tecnologie nell’ambito dei sistemi per la Progettazione Assistita da Calcolatore (Computer Aided Design – CAD), utilizzati in svariati ambiti quali, ad esempio, il settore di produzione industriale, ingegneria civile/edile, meccanica, ambientale, commerciale e bioingegneria. Un sistema CAD è il risultato di competenze matematiche, ingegneristiche e informatiche che permette di progettare, mediante la rappresentazione tridimensionale (3D) di solidi e superfici, una qualsivoglia forma. Nel panorama attuale dei sistemi CAD commerciali si riscontrano funzionalità anche molto sofisticate che però spesso peccano in termini di semplicità di uso o mancanza di integrazione con la realtà dei prodotti fisici. Attualmente l’interazione con questo tipo di sistemi e’ realizzata mediante le tradizionali interfacce di interazione tipiche dei desktop PC, ovvero mouse e tastiera. Questi strumenti risultano limitati soprattutto nel momento in cui si ha a che fare con oggetti 3D. Con il presente progetto, i ricercatori delle aree matematiche, ingegneristiche e informatiche si ripropongono di unire le loro competenze per individuare alcuni limiti degli attuali sistemi CAD e introdurre nuove tecnologie volte a realizzare una nuova tipologia di sistemi CAD potenziati da: 1. [Geometric Engine] introduzione di nuove primitive di modellazione, in un ambito di multiresolution modeling, in particolare nuovi schemi di curve e superfici di suddivisione; 2. [Shape Reconstruction] sviluppo di nuovi algoritmi di ricostruzione e smoothing di oggetti acquisiti da scanner 3D, ovvero a partire da nuvole di punti; 3. [Fast Reverse Engineering] introduzione di metodologie di Reverse Engineering rapido (Fast Reverse Engineering - FRE) in ambito CAD con lo scopo di acquisire in tempo reale forme geometriche complesse per la modellazione e successive modifiche. 4. [Interactive Technologies] progettazione di dispositivi wireless di input interattivi per l’editing e manipolazione di primitive geometriche; progettazione di interfacce utente che permettano una facile interazione tra i dispositivi input e il motore geometrico del sistema CAD per supportare le nuove primitive citate in 1. La proposta prevede una breve fase iniziale della durata di tre mesi, che sarà dedicata ad un completamento della ricerca sullo stato dell’arte dei sistemi CAD esistenti, e sarà portata avanti in collaborazione con partner scientifici e industriali esterni quali THINK3, ENEA e CINECA. Questa fase sarà rivolta ad approfondire i già delineati limiti della modellazione geometrica con attuali sistemi CAD quali: • la difficoltà di modellazione di oggetti a topologia arbitraria • la difficoltà nella gestione di dati provenienti da acquisizione con scanner 3D • difficoltà di interazione (dati e comandi) con modelli tridimensionali mediante dispositivi di input bidimensionali. Nella seconda fase, della durata di 21 mesi, la ricerca si suddividerà in quattro sezioni (Work Package - WP -) che porteranno parallelamente avanti gli obiettivi 1-4 sopra delineati, in collaborazione con i partner esterni che saranno in questa fase coinvolti per indirizzare la ricerca ai fini di una reale integrazione dei risultati ottenuti in ambito aziendale. Ogni WP sarà coordinato da un ricercatore esperto nel settore, scelto tra i partecipanti strutturati al progetto. I partecipanti non strutturati al progetto sono associati ad un WP di competenza primaria e interagiscono con altri WP in modo coordinato dai leader dei WP. Un quinto WP, il cui leader è il coordinatore del progetto, è dedicato all’attività trasversale di coordinamento del progetto e di disseminazione dei risultati. In particolare, per il WP 1 (Geometric Engine) si propone di integrare la modellazione NURBS (Non Uniform Rational B-Splines) che è di fatto lo standard industriale per la rappresentazione di curve e superfici, con nuove proposte di schemi di curve e superfic...