Implementazione di algoritmo di voxelizzazione in ambiente CAD

L’obiettivo di questo elaborato è lo studio degli algoritmi di voxelizzazione, la sua implementazione e l’applicazione su modelli tridimensionali: quello che si vuole ottenere è la rappresentazione di un componente tridimensionale attraverso l’utilizzo di voxels, mostrandone le sue caratteristiche con una definizione soddisfacente. Altra analisi utile riguarda i limiti di questo processo, i suoi sviluppi ed eventuali migliorie applicabili. Inizialmente è stata effettuata una ricerca bibliografica sulla voxelizzazione, sui vari metodi esistenti e sulle loro particolarità. Fra i vari algoritmi a disposizione in letteratura, ne è stato scelto uno da utilizzare per l’implementazione, grazie alla sua flessibilità e alla capacità di essere compatibile con oggetti 3D in formato STL. L’algoritmo scelto è stato poi migliorato e ampliato in questa tesi e il codice è stato implementato in due linguaggi: Matlab e FreeCAD. Successivamente sono stati sottoposti al processo di voxelizzazione 2 oggetti: una sfera ed un componente aeronautico. Per ognuno di essi, sono state effettuate 3 iterazioni con una precisione sempre maggiore, in modo da mostrarne le differenze. I risultati ottenuti hanno evidenziato le differenze causate dalle diverse risoluzioni: in particolare, l’ultima iterazione ha soddisfatto l’obiettivo iniziale legato alla precisione, pur presentando margini di miglioramento. Una ulteriore analisi ha evidenziato che la risoluzione del file in input di tipo STL non causa differenze significative nei tempi e nella dimensione dei file contenenti il modello 3D voxelizzato. Sono, poi, stati evidenziati i limiti della voxelizzazione: i lunghi tempi di elaborazione e la memoria richiesta, aspetto rilevato anche nei casi proposti in questo studio. Infine, sono stati citati i campi di applicazione presenti e futuri, per i quali si renderà necessario anche un affinamento del processo.