鲁棒的水密流形网格修复

作     者：王鹏飞 徐敏峰 辛士庆 严冬明 屠长河 Wang Pengfei;Xu Minfeng;Xin Shiqing;Yan Dongming;Tu Changhe

作者机构：山东大学计算机科学与技术学院青岛266237 山东财经大学计算机科学与技术学院济南250014 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室北京100190 

出 版 物：《计算机辅助设计与图形学学报》 (Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics)

年 卷 期：2024年第36卷第7期

页      面：1047-1056页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB1715900) 山东省高等学校青创科技计划创新团队项目(2020KJN007) 国家自然科学基金(62172415,62272277,62002190,62072284) 山东省自然科学基金(ZR2020MF036) 

主　　题：网格修复 限制Voronoi 水密流形 

摘      要：针对未经修复的网格模型一般存在非流形结构,常带有孔洞、法向不一致、自交等缺陷,很难直接应用到后续基于网格的应用中的问题,提出一种保持输入网格特征的鲁棒水密流形网格修复算法.首先利用Manifoldplus算法和卷绕数(winding number)构建能够区分输入网格内外且逼近输入网格的水密流形引导曲面;然后利用引导曲面计算受限Voronoi图(restricted Voronoi diagram,RVD);再通过对偶得到受限三角剖分(restricted Delaunay triangulation,RDT);将非流形问题分解到RVD和RDT计算过程中,保证计算的RDT即为修复后的水密流形网格;最后在原始网格边中添加辅助点,保持原始网格特征.基于Windows 10平台,在ModelNet10公开数据集上进行实验的结果表明,所提算法在输出网格的平均精度为1.54×10^(-6),与Manifoldplus算法相当;但是当输入的模型包含孔洞时,Manifoldplus算法无法将孔洞合理地填补,而该算法能够合理地填补孔洞.