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永利会赌场所在保持拓扑的三维模型中值面简化方法研究中取得进展

文章来源:  |  发布时间:2019-11-07  |  【打印】 【关闭

  

  近期,中国科学院永利会赌场所计算科学国家重点实验室王文成、侯飞团队提出了新的保持拓扑的三维模型中值面简化方法。相比于已有的中值面简化方法,新方法在几何近似质量、简化效率、保持拓扑等方面均有突出优势。相关成果以Topology Preserving Simplification of Medial Axes in 3D Models为题,发表于欧洲图形学学会会刊Computer Graphics Forum, Vol 37, No. 7, 2019,并在环太平洋图形学国际会议Pacific Graphics 2019上进行了口头报告。

  中值面是三维模型几何与拓扑的一种重要描述子,在模型压缩与近似、动画与形变、检索与识别等方面都有广泛应用前景。但是中值面对噪声的不稳定性使得对其进行化简十分必要。已有的简化方法具有各种各样的缺陷,或者简化质量不高,或者无法保持拓扑,或者依赖于耗时的拓扑检查步骤来保持拓扑(如图1)。

  团队观察到边折叠简化中值面过程中拓扑改变的原因,并基于此提出了一个简单易行的拓扑检查策略,能在简化过程中有效规避拓扑改变。同时,由于边折叠操作的局部性质,团队证明了只有在模型孔洞周围才有需要进行拓扑检查。因此,如图2,团队基于投影提取出模型孔洞周围的关键区域,并将拓扑检查限制在关键区域上,避免了大量不必要的计算。此外,为了进一步减小拓扑检查对算法效率的拖累,团队提出了一个有效的并行边折叠简化框架。新方法继承了边折叠简化几何近似质量高的优点,同时还能保持拓扑,且具有较高的计算效率。

  该研究不仅在三维模型的中值面简化上具有重要意义,而且为中值面的进一步广泛应用提供了基础。相关工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

    论文链接:

   

  1:中值面简化和已有方法的对比。(a) 原始模型。(b)初始中值面。(c)-(d)不同参数sScale Axis Transform方法化简中值面。

(e)-(f)我们方法化简的中值面。#v表示顶点数,#genus表示亏格。 

  2:基于投影提取孔洞周围的关键区域。(a)-(b)6个角度投影得到深度图。(b)-(c)检测深度变化大的像素,作为孔洞边界。

(c)-(d)标记对应三维点为孔洞周围关键区域。