[논문 리뷰] Robust Watertight Manifold Surface Generation Method for ShapeNet Models

Jingwei Huang, Hao Su외 1명|arXiv (Cornell University)|2018. 02. 05.

Computer Graphics and Visualization Techniques참고 문헌 1인용 수 80

한 줄 요약

이 논문은 ShapeNet 삼각 메시를 밀폐된 2-매니폴드로 변환한 뒤 정확성을 위해 원래 메시에 버텍스 투영을 수행하는 강건한 옥트리 기반 등고선 추출 방법을 제시한다.

ABSTRACT

In this paper, we describe a robust algorithm for 2-Manifold generation of various kinds of ShapeNet Models. The input of our pipeline is a triangle mesh, with a set of vertices and triangular faces. The output of our pipeline is a 2-Manifold with vertices roughly uniformly distributed on the geometry surface. Our algorithm uses an octree to represent the original mesh, and construct the surface by isosurface extraction. Finally, we project the vertices to the original mesh to achieve high precision. As a result, our method can be adopted efficiently to all ShapeNet models with the guarantee of correct 2-Manifold topology.

연구 동기 및 목표

• ShapeNet에서 입력 삼각 메시를 모든 표면이 균일하게 분포된 2-매니폴드로 변환한다.
• 옥트리를 사용해 메시를 효율적으로 표현하고 등고선 추출을 안내한다.
• 최종 위상을 올바르게 하고 비-매니폴드 문제를 최소화한다.
• 추출 표면을 원래 기하와 정렬시키기 위한 포스트 프로세스 투영 단계를 제공한다.

제안 방법

• 입력 메시를 최종 해상도 0.01인 거친-정밀 옥트리를 사용하여 부호화된 거리장으로 나타낸다.
• Positive(외부)와 occupied(내부) 보셀 사이의 등고선을 마칭 큐브와 유사하게 추출한다.
• 최종 해상도에 도달할 때까지 점유된 노드를 세분화하면서 옥트리를 구축한다.
• 옮 neighboring occupied and empty nodes: 이웃한 점유 및 비어 있는 노드 간의 연결을 구축하여 표면 추출을 가능하게 한다.
• 추출 중 필요에 따라 버텍스/에지를 분리하여 비-매니폴드 모호성을 해결한다.
• 정 추출 후 노멀방향으로 작은 보폭을 이동시켜 추출된 버텍스를 원래 메시에 투영하고 각 단계 후 Laplacian 스무딩을 적용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 강건한 옥트리 기반 등고선 추출이 ShapeNet 모델 전반에 걸쳐 밀폐된 2-매니폴드를 생성할 수 있는가?
• RQ2 홀이나 얇은 구조를 가진 메시에 대해 어떻게 2-매니폴드 위상을 올바르게 보장할 수 있는가?
• RQ3 추출된 버텍스를 원래 메시에 다시 투영하는 것이 기하학적 정밀도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 얼마나 많은 모델에서 면이 뒤집히는지, 그리고 이러한 뒤집이 발생하는 원인은 무엇인가?

주요 결과

• 해당 방법은 테스트된 모든 ShapeNet 모델에 대해 2-매니폴드 출력을 얻는다.
• 약 5%의 모델에서 면 뒤집이 발생하는데, 일반적으로 얇은 원래 면 때문입니다.
• 이 방법은 입력 메시에 대한 투영으로 높은 기하학적 충실도를 유지하며 2-매니폴드 위상을 보장한다.