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Publicações do PESC

Título
Modeling Quadrilateral Meshes by Composition
Linha de pesquisa
Computação Gráfica
Tipo de publicação
Tese de Doutorado
Número de registro
Data da defesa
16/12/2020
Resumo

Abordamos nesta tese o problema de modelagem de malhas quadrangulares por composição, isto é, costurando retalhos de malha. Conseguimos construir malhas quadrangulares no espírito de Geometria Sólida Construtiva (CSG em inglês), mas trabalhando somente com malhas quadrangulares. Nossa proposta preserva a maioria dos layouts originais das partes, isto é, mantém intactos todos os quadriláteros pertencentes aos “patches” quadrangulares não envolvidos na composição, e requer um tempo de processamento de poucos segundos. Usamos várias técnicas para conseguir uma implementação estável. De forma condensada: primeiro executamos operações booleanas robustas nas malhas triangulares correspondentes; em seguida, usamos esse resultado para identificar e construir novos patches quadrangulares para pequenas regiões vizinhas às curvas de interseção; finalmente, esses patches quadrangulares recém criados são cuidadosamente quadrangulados respeitando as restrições nas bordas e levados de volta para os modelos originais. A malha resultante preserva o fluxo de arestas (edge flow em inglês) que, por construção, é capturado e incorporado aos novos patches quadrangulares tanto quanto possível. Finalmente, apresentamos alguns resultados que mostram o potencial de nosso protótipo para aplicações reais, em particular, para modelos desenhados para animação.

Abstract

In this work we address the problem of modeling quadrilateral meshes by composition, i.e., by stitching together parts. We get to build pure quadrilateral meshes in the spirit of Constructive Solid Geometry (CSG), but working only with quadrilateral meshes. Our proposal to compose quadrilateral meshes preserves the majority of the original layout of the parts, i.e, it keeps untouched all the quads in the patches which are not involved in the blending, and runs at interactive rates. We use a number of well-established techniques to achieve a stable implementation, but in short, we first perform robust boolean operations on the corresponding triangle meshes, then we use this result to identify and build new surface patches for small regions neighboring the intersection curves. These blending patches are carefully quadrangulated respecting boundary constraints and stitched back to the untouched parts of the original models. The resulting mesh preserves the designed edge flow that, by construction, is captured and incorporated to the new quads as much as possible. At the end, we present some results showing the potential of our prototype for real applications, in particular, with models designed for animation.

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