Pose-driven generation and optimization of seating furniture

Abstract

Modern furniture design systems provide seating solutions for various applications, ranging from general purpose solutions to specific environments. The central goal of furniture design is to create comfortable seating surfaces. To provide optimal comfort for a specific person and environment, personalized furniture design is required. As comfort is generally seen as the users subjective feeling, objective comfort measures are defined that approximate a persons comfort for a given seating surface. Computational furniture design systems create seating solutions for a given scenario using interactive algorithms. Specialized seating surfaces often require extensive manual design effort. In this thesis, a computational furniture design framework to generate personalized seating surfaces is proposed. Utilizing a notation of sitting comfort based on equal pressure distribution, our algorithm generates seating surface models fitted to a person in a specific pose. We introduce an automated furniture design framework able to create comfortable seating surfaces for specific body shapes and poses. We developed a generic template model capable of supporting a large variety of sitting poses and human body shapes that is matched to an input pose in multi stage fitting process. Furthermore, we introduce a non-linear mesh optimization algorithm for further functional and visual improvements. In addition, the proposed framework serves as a fully automated solution to create specialized control meshes usable as input meshes in other design frameworks, thus eliminating the need for manual design effort.

Moderne Designsysteme sind in der Lage, Entwürfe für Sitzmöbel für verschiedenste Anwendungen zu erstellen, sowohl für allgemeine Zwecke als auch für spezielle Umgebungen. Das primäre Ziel dieser Systeme ist es, möglichst komfortable Sitzgelegenheiten zu erschaffen. Um optimalen Komfort für bestimmte Personen in besonderen Umgebungen zu gewährleisten, ist ein personalisierter Designprozess erforderlich. Komfort wird im Allgemeinen als ein subjektives Empfinden einer Person definiert. Objektive Metriken werden definiert um das Empfinden einer Person möglichst genau für eine bestimmte Sitzfläche zu approximieren. Komputerunterstützte Designsysteme erschaffen spezialisierte Sitzflächen mit Hilfe interaktiver Algorithmen, bei denen professionelle Designer oder der Endbenutzer selbst in den Designvorgang einbezogen werden. Im Rahmen dieser Diplomarbeit wird eine computerunterstützte Design Umgebung präsentiert, welche personalisierte Sitzflächen generiert. Durch Approximation des Komforts einer Person, auf Basis der Verteilung des Oberflächendrucks, wird eine Sitzfläche an eine Person in einer bestimmten Sitzpose angepasst. Das vollständig automatisierte System ist in der Lage komfortable Sitzgelegenheiten für variable Körperformen und Sitzposen zu erzeugen. Ein generisches Modell wird in einem mehrstufigen Prozess an beliebige Körperformen und Sitzposen angepasst. In einem nichtlinearen Optimierungsprozess wird das Oberflächenmodell weiter verbessert um sowohl optimalen Komfort als auch visuelle Qualität zu gewährleisten. In weiterer Folge dient das präsentierte System als automatisierte Lösung um Eingabedaten für weitere Design und Optimierungssysteme zu erzeugen und damit manuellen Arbeitsaufwand zu reduzieren.