JP2004295258A - Surface detail extracting system and surface detail extracting program - Google Patents

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JP2004295258A
JP2004295258A JP2003083808A JP2003083808A JP2004295258A JP 2004295258 A JP2004295258 A JP 2004295258A JP 2003083808 A JP2003083808 A JP 2003083808A JP 2003083808 A JP2003083808 A JP 2003083808A JP 2004295258 A JP2004295258 A JP 2004295258A
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Osamu Kanai
理 金井
Hiroaki Date
宏昭 伊達
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Hokkaido University NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To extract surface details in the state where reusability is high from a triangular mesh model having a detailed shape on its surface. <P>SOLUTION: A basic shape estimating part 11 applies a low-pass filter to a triangular mesh model to estimate a basic shape mesh whose surface is considered to have a detailed shape synthesized. A high-frequency component extracting part 12 regards the detailed shape as a high-frequency component and extracts the high-frequency component lost by the low-pass filter. A parameterization generating part 13 generates a parameterization having, on its basic plane, a phase structure for each apex of the estimated basic shape mesh. A surface detail generating part 14 imparts a height value based on the high-frequency component to each apex of the parameterization, thereby generating a surface detail mesh. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に詳細形状を備える三角形メッシュモデルからその詳細形状を抽出する表面詳細抽出システム及び表面詳細抽出プログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
工業製品には、その形状表面に、微小な凹凸からなる文字や模様等の詳細形状(表面詳細)が基本形状の表面に合成されている表面詳細合成形状が多くみられる。このような工業製品を対象とする意匠設計では、基本形状が複雑な曲面であると、表面詳細を基本形状上で直接設計することが複雑かつ困難である。そこで、設計初期段階では表面詳細と基本形状を個別に設計しておき、最終段階において表面詳細を基本形状の表面に精度良く合成できれば、容易かつ効率的な表面詳細合成形状の設計を実現できる。
【0003】
メッシュモデルは、物体形状を微小な平面の集合による多面体として近似表現したモデルである。その中でも、特に全ての面が三角形のものは三角形メッシュモデルと呼ばれ、幾何演算アルゴリズムや位相管理が容易、形状表現の自由度が高いといった利点から、様々な分野の形状表現に適用されてきている。また、計算機資源の向上により大規模なメッシュモデルの処理が可能となり、三角形メッシュモデルは、高精度な形状表現が要求されるアプリケーションの形状モデルとしても活用されつつある。しかし、上述した表面詳細合成形状の設計を対象とした三角形メッシュモデリング手法はほとんど提案されていない。そこで、発明者らは、三角形メッシュモデルを対象とし、個別に設計された表面詳細を基本形状表面の局所領域へ高精度に合成する表面詳細合成手法について研究を行っている。
【0004】
ところで、既存の表面詳細合成形状の三角形メッシュモデルから、表面詳細のみを抽出できれば、前述の表面詳細合成手法と組み合わせることで、既存の三角形メッシュモデルの再利用性を向上できると共に、表面詳細合成形状の設計バリエーションの増加を実現できる。
【0005】
三角形メッシュモデルで表現された表面詳細合成形状から表面詳細のみを抽出する手法に関しては研究例がほとんどなく、唯一、細分割連結性を持つメッシュモデルからの表面詳細の抽出手法が提案されている(非特許文献1参照)。この抽出手法は、粗い初期制御メッシュからのオリジナルメッシュへの細分割曲面のフィッティングにより得られる滑らかな曲面と、元の形状との差分を表面詳細として抽出する。この抽出手法は、表面詳細抽出の程度を1パラメータで制御可能であり、更に対話的な処理が可能である。
【0006】
また、三角形メッシュモデルの表面詳細を基本形状と分離して個別に取り扱う既存研究として、形状表面の詳細な変位をスカラーディスプレイスメントとして保持し、コンパクトなメッシュデータ表現を行う研究がある(非特許文献2,3参照 )。その他のものも含め、この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【0007】
【非特許文献1】
Henning Biermann, Ioana Martin, Fausto Bernardini, Denis Zorin, Cut−and−Paste Editing of Multiresolution Surfaces, proc. of SIGGRAPH2002 Proceedings, pp. 312−321, 2002
【0008】
【非特許文献2】
I. Guskov, K. Vidimce, W. Sweldens and P. Schroder: Normal Meshes, Proc. of SIGGRAPH2000, pp. 95−102, 2000
【0009】
【非特許文献3】
A. Lee, H. Moreton and H. Hoppe: Displaced Subdivision Surface, Proc. of SIGGRAPH2000, pp. 85−94, 1999
【0010】
【非特許文献4】
G. Taubin: A Signal Processing Approach to Fair Surface Design, proc. of SIGGRAPH ’95, pp. 351−358, 1995
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献1の抽出手法は、任意位相のメッシュモデルに対しては適用が不可能である。また抽出される表面詳細は、細分割接続性と厳密に関連付けられた微小なベクトルのマップであり、個別管理や視覚化の観点からは有効ではなく、他の基本形状の表面に合成する際の再利用性に劣るものであった。
【0012】
また、非特許文献2,3の手法により分離される表面詳細は、非特許文献1の手法と同様に、細分割接続性と厳密に関連付けられた微小なベクトルのマップであり、個別管理や視覚化の観点からは有効ではなく、やはり他の基本形状の表面に合成する際の再利用性に劣るものであった。
【0013】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、表面に詳細形状を備える三角形メッシュモデルから表面詳細を再利用性が高い状態で抽出し得る表面詳細抽出システム及び表面詳細抽出プログラムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明に係る表面詳細抽出システムは、表面に詳細形状が合成された三角形メッシュモデルに対してローパスフィルタを適用して基本形状メッシュを推定する基本形状推定手段と、前記ローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、推定された基本形状メッシュの各頂点の位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成するパラメタライゼーション生成手段と、前記パラメタライゼーションの各頂点に対して前記高周波成分に基づく高さ値を与えて表面詳細メッシュを生成する表面詳細生成手段と、を有することを特徴とする。
【0015】
本発明にあっては、三角形メッシュモデルに対してローパスフィルタを適用して表面に詳細形状が合成されているとみなされる基本形状メッシュを推定し、詳細形状を高周波成分とみなしてローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出し、推定された基本形状メッシュの各頂点についての位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成し、このパラメタライゼーションの各頂点に対して高周波成分に基づく高さ値を与えることにより表面詳細メッシュを生成する。これによって、表面詳細メッシュは、底部を基本平面とする3次元座標上に再現され、基本形状メッシュとは独立した形式で表現されるようにして、表面詳細メッシュの個別管理及び視覚化を容易とし、表面詳細メッシュを他の基本形状メッシュの表面へ合成する際の再利用性の向上を図っている。
【0016】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記基本形状推定手段は、三角形メッシュモデルの各頂点について定義されるラプラシアンを用いたTaubinのフィルタ関数を適用することを特徴とする。
【0017】
本発明にあっては、フィルタリングの強度を制御するための設定が可能なTaubinのフィルタ関数を適用することで、三角形メッシュモデルにおける表面詳細の形状に柔軟に対応するフィルタリングを可能にしている。
【0018】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記基本形状推定手段は、前記ラプラシアンをn近傍の頂点に拡張したn近傍ラププラシアンとすることを特徴とする。
【0019】
本発明にあっては、Taubinのフィルタ関数におけるラプラシアンをn近傍ラプラシアンに拡張することで、より強力なローパスフィルタリングの効果が得られるようにしている。
【0020】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記高周波成分抽出手段は、前記ローパスフィルタの適用による三角形メッシュモデルの各頂点の移動量を高周波成分として求めることを特徴とする。
【0021】
本発明にあっては、ローパスフィルタの適用による三角形メッシュモデルの各頂点の移動量、すなわち推定された基本形状メッシュと三角形メッシュモデルの各頂点座標の差分をとることにより、ローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出できるようにしている。
【0022】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記パラメタライゼーション生成手段は、推定された基本形状メッシュの各頂点に対してパラメータ平面への線形区分写像を適用することを特徴とする。
【0023】
本発明にあっては、推定された基本形状メッシュの各頂点に対して線形区分写像を適用することで、線形区分写像を適切に設計することにより、例えば稜線長さ等の三角形メッシュモデル上の特有の計量をパラメタライゼーション上で保存できるようにしている。
【0024】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記パラメタライゼーション生成手段は、稜線長保存度に関する評価関数と符号付面積保存の評価関数の重み付き和が最小となるように各頂点について解くことを特徴とする。
【0025】
本発明にあっては、稜線長保存度に関する評価関数と符号付面積保存の評価関数の重み付き和の最小化問題を各頂点について解くことで、実空間における稜線長さをパラメータ平面上で極力保存し、かつ面干渉の起こらないパラメタライゼーションを構築できるようにしている。
【0026】
上記表面詳細抽出システムにおいて、前記表面詳細生成手段は、前記パラメタライゼーションの各頂点について高周波成分と法線ベクトルを用いて定義される符号付強度を当該各頂点に高さ値として与えることを特徴とする。
【0027】
本発明にあっては、パラメタライゼーションの各頂点について高周波成分と法線ベクトルを用いて定義される符号付強度を各頂点に高さ値として与えることで、詳細形状の凹凸を高さ値とする表面詳細メッシュが得られるようにしている。
【0028】
第2の本発明に係る表面詳細抽出プログラムは、表面に詳細形状が合成された三角形メッシュモデルに対してローパスフィルタを適用して基本形状メッシュを推定する基本形状推定処理と、前記ローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、推定された基本形状メッシュの各頂点の位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成するパラメタライゼーション生成処理と、前記パラメタライゼーションの各頂点に対して前記高周波成分に基づく高さ値を与えて表面詳細メッシュを生成する表面詳細生成処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【0029】
本発明にあっては、上記基本形状推定処理、高周波成分抽出処理、パラメタライゼーション生成処理、表面詳細生成処理をプログラムにより実行させるようにしたことで、本プログラムをインストールした汎用のコンピュータで本手法を実現できるようにしている。
【0030】
【発明の実施の形態】
[表面詳細の抽出・合成の概要]
図1の機能ブロック図に示すように、一実施の形態における表面詳細抽出システムを適用した表面詳細抽出・合成システムは、表面詳細合成形状を表現する三角形メッシュモデル(以下「メッシュモデル」という)Mの表面から微小な凹凸からなる文字や模様等の詳細形状を表現する三角形メッシュモデル(以下「表面詳細メッシュ」という)Mを抽出する表面詳細抽出システム1と、抽出あるいは個別に設計された表面詳細メッシュMを記憶・管理する表面詳細データベース(表面詳細DB)2と、詳細形状が合成されていない基本形状を表現する三角形メッシュモデル(以下「基本形状メッシュ」という)Mを記憶・管理する基本形状データベース(基本形状DB)3と、表面詳細データベース2から読み出した表面詳細メッシュMを基本形状メッシュMの表面に合成し、合成後の三角形メッシュモデル(以下「表面詳細合成メッシュ」という)Mを出力する表面詳細合成システム4を備える構成である。表面詳細抽出システム1及び表面詳細合成システム4はコンピュータで構成され、表面詳細データベース2及び基本形状データベース3は、大容量の記憶装置で構成される。
【0031】
本表面詳細抽出・合成システムは、設計の初期段階では表面詳細メッシュMと基本形状メッシュMを個別に設計でき、最終段階において表面詳細メッシュMを任意の基本形状メッシュMの表面に高精度で合成できるようにしたものである。この個別設計と合成による表面詳細合成形状の三角形メッシュモデリング手法は、以下の利点を持つ。
【0032】
1)設計の容易さ:表面詳細は複雑な基本形状上ではなく、例えば、平面に対する凹凸として独立に設計できる。従って、表面詳細の設計や修正を容易かつ効率的に行うことができる。
【0033】
2)データの再利用性の向上:表面詳細と基本形状とを個別に設計・保存しておくことにより、各形状データを他の形状設計に再利用することができる。
【0034】
3)形状設計バリエーションの向上:様々な表面詳細と基本形状との組み合わせによる表面詳細合成形状の設計が可能となり、意匠設計のバリエーションが向上する。
【0035】
このような表面詳細抽出・合成システムに適用される表面詳細抽出システム1について、以下説明する。
【0036】
[表面詳細抽出の基本概念]
表面詳細が合成された既存のメッシュモデルの表面から表面詳細メッシュのみを抽出し、他の基本形状メッシュへの合成による再利用を可能とするためには、以下の2つの課題がある。
【0037】
(1)基本形状推定と表面詳細の分離
表面詳細は、ある基本形状メッシュの表面に合成されている。表面詳細メッシュを抽出するためには、表面詳細が合成されていたとみなされる基本形状メッシュを推定し、表面詳細メッシュを分離しなければならない。
【0038】
(2)表面詳細の独立した表現
基本形状メッシュから分離された表面詳細メッシュの情報は、その再利用性向上のために、独立したデータ管理が可能でなければならず、基本形状メッシュとは独立した形式で表現されるべきである。
【0039】
本抽出手法では、メッシュモデルの表面詳細による凸凹形状を高周波成分とみなす。これにより、(1)の課題における、表面詳細が合成されていたと推定される基本形状メッシュは、表面詳細が合成されたメッシュモデルに対するローパスフィルタリングにより得ることができる。抽出したい表面詳細メッシュは、ユーザによって定義が異なるため、ローパスフィルタリングはその強度を柔軟に制御できる必要がある。例えば、形状表面の粗さなどの小さな領域から成る凹凸から、文字や模様などの大きな領域から成る凹凸を選択的に抽出したい場合がある。本手法では、このような要求に応じるために、フィルタリングの強度を制御するための詳細な設定が可能な、Taubinらの手法を用いる(非特許文献4参照)。表面詳細メッシュの基本形状メッシュに対する凹凸の情報は、フィルタリング後の形状と元形状との差分として表される。
【0040】
一方、(2)の課題に対して、本抽出手法では、基本形状メッシュから分離された表面詳細メッシュを、基本形状メッシュに対する詳細形状の凹凸を頂点の高さ値として持つモデルとして表現することにより解決する。表面詳細メッシュの位相構造は、シャープな稜線などの形状表現の自由度を損なわないように分離前の三角形メッシュモデルの位相構造を利用する。基本形状メッシュに対する凹凸を表す高さ値は、フィルタリングで分離された高周波成分の各頂点における強度(ノルム)で表す。また、分離前の三角形メッシュモデルの位相構造を持つ基本平面を定義するために、本手法ではパラメタライゼーションを用いる。パラメタライゼーションとは、後述するように、三角形メッシュモデルの各頂点と1対1で対応する頂点をパラメータ平面上に備えた平面三角化グラフである。基本形状メッシュ表面上での計量を保存した表面詳細メッシュを抽出するために、推定された基本形状メッシュ表面の距離に関する計量を保存するパラメタライゼーションを構築する。最後に、構築されたパラメタライゼーションを定義域とし、パラメタライゼーションの各頂点を高周波成分に基づいて修正することにより表面詳細メッシュMを生成する。
【0041】
すなわち、本手法では、メッシュモデルMに対するローパスフィルタリングにより失われる高周波成分が、基本形状メッシュに対する表面詳細メッシュの凹凸形状を表現しているものとみなし、基本形状メッシュの位相構造を持つ基本平面上にその凹凸を高さ値として与えることで表面詳細メッシュMを生成する。
【0042】
[表面詳細抽出システムの概要]
図2の機能ブロック図に示すように、本実施の形態における表面詳細抽出システム1は、基本形状推定部11、高周波成分抽出部12、パラメタライゼーション生成部13、表面詳細生成部14を備える構成である。
【0043】
各部における処理の概要は次の通りであり、基本形状推定部11は、表面詳細合成形状を表現するメッシュモデルMに対してローパスフィルタを適用して、表面詳細が合成されていない基本形状メッシュMを推定する。高周波成分抽出部12は、メッシュモデルMの表面から表面詳細とみなされる高周波成分を抽出する。パラメタライゼーション生成部13は、推定した基本形状メッシュの各頂点についての位相構造を持つ基本平面を定義するためのパラメタライゼーションを生成する。表面詳細生成部14は、パラメタライゼーションの各頂点に対して高周波成分に基づく高さ値を与えて表面詳細メッシュMを生成する。
【0044】
基本形状推定部11、高周波成分抽出部12、パラメタライゼーション生成部13、表面詳細生成部14における処理は、コンピュータにインストールされた表面詳細抽出プログラムによって実行される。表面詳細抽出プログラムのインストールは、例えばネットワークを介してコンピュータにダウンロードすることとしてもよいし、プログラムを記憶した記憶媒体をコンピュータの所定のスロットに挿入してインストールすることとしてもよい。ここで、記憶媒体とは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリなどのプログラムを記憶することが可能な種々の記憶媒体のことをいう。
【0045】
[基本形状の推定]
基本形状推定部11では、ローパスフィルタとして、フィルタリングの強度を制御するための詳細な設定が可能なTaubinらの手法を用いる(非特許文献4参照)。Taubinらの手法は、離散信号に対するフーリエ変換に基づくフィルタリングを、ガウス関数を用いたスムージングに基づいて三角形メッシュモデルに対して一般化したものとして解釈できる。
【0046】
メッシュモデルMがn個の頂点列(p,…,p)から成るものとすると、まず、次式(1)のラプラシアンΔpをメッシュモデルMの各頂点pについて定義する。
【0047】
ΔP=Σ wij(p−p) (1)
ここで、Σはj∈iにおける離散積分を示す。iは頂点iに隣接する頂点集合であり、wijはjに対する総和が1となる正値の重みである。重みwijは、要求されるフィルタリングの性質に応じて幾つかの選択法があるが、Taubinらは、最も単純でよい結果を生み出すとして,重みを隣接頂点数の逆数wij=1/|i|を用いている。式(1)を行列表現すると、重みを要素として持つ行列W={wij}、単位行列I、P={p}を用いてΔP=−(I−W)P=−KPと表される。Kは対角成分が1、隣接する頂点に対応する成分が−1/2の対角行列である。行列Kは、n個の固有値kと基底を成す固有ベクトルeを持つ。行列Kの固有ベクトルe,…,eは、自然振動モードとして考えられ、対応する固有値k,…,kは対応する自然周波数として考えられる。行列Wは、非負の要素1/2を各行に2つずつ持つ行の和が1の確率行列であるため、固有値は上限が1によって制限される。結果として行列Kの固有値kの範囲は(0,2)となり、固有値kをその大きさでソートし、0≦k≦…≦k≦2と書き換えた場合、小さな固有値に対応する固有ベクトルは低い周期を持つ周期関数、大きな固有値に対応する固有ベクトルは高い周期を持つ周期関数となる。
【0048】
ローパスフィルタリングは、行列表現を用いた次式(2)を繰り返し適用することにより行われる。
【0049】
P’=f(K)P=(I−μK)(I−λK)P (2)
ここで、λ,μはスケーリングファクタ(0<λ<−μ)である。
【0050】
式(2)をN回繰り返し適用することは、周波数を表すKの固有値kに対する固有ベクトルeの張る空間で、次式(3)のTaubinのフィルタ関数を用いて低周波成分(小さなkに対応する成分)を通過させることに相当する。
【0051】
(k)={(1−μk)(1−λk)} (3)
実際にフィルタリングを行うためには、パスバンド周波数kPB、スケーリングファクタλ,μ、計算の反復回数Nを適切に定める必要がある。例えば、パスバンド周波数kPBは、f(kPB)=1、kPB=1/λ+1/μとなるように定める。
【0052】
図3(a)のガウシアンフィルタリングにおけるフィルタ関数と、同図(b)のTaubinのフィルタ関数を比較すると、同図(a)のフィルタ関数は、f(k)=(1−λk)であり、|1−λk|<1であるため、計算の反復回数Nを大きくした場合には、k=0以外ではf(k)=(1−λk)≒0となり、理想的なローパスフィルタとなっていない。これに対し、Taubinのフィルタ関数は、Nが大きくなるにつれ、理想的なローパスフィルタに近くなり、パスバンド周波数kPBより低い周波数成分のみが通過することが確認された。
【0053】
このように、基本形状推定部11は、式(3)をメッシュモデルMに対してN回繰り返し適用することにより、表面詳細が合成されていない基本形状を推定する。以下、推定された基本形状の三角形メッシュモデルを推定基本形状メッシュM’という。
【0054】
なお、基本形状推定部11で用いたTaubinのフィルタ関数は、形状の縮退を生じないローパスフィルタリングを実現するものであるが、計算の反復回数Nが大きくなると計算が収束するため、そのフィルタリング強度には一定の限界がある。このため、数頂点から構成される凹凸からなる表面詳細は十分に抽出できるが、例えば数百頂点から構成されるような表面詳細を抽出したい場合には、更に強いローパスフィルタリング効果が必要となる。
【0055】
そこで、よりサポートの広い(構成要素数が多い)表面詳細メッシュを抽出できるように、式(1)のラプラシアンの定義におけるiを、頂点iのn近傍の集合に拡張する。以降では、n近傍の頂点を用いて定義されるラプラシアンをn近傍ラプラシアンと呼ぶ。重みwijは、jに対する総和を1とし、非負にとることで、行列Wは確率行列となり、Kの固有値の範囲はいまだ0から2に制限される。このように、ラプラシアンの定義をn近傍に拡張することにより、同じフィルタ関数に対して通過する周波数に対応する基底の周期が長くなり、1近傍に比べ長い周期を持つ凹凸をフィルタリングできる。
【0056】
図4に、n近傍ラプラシアンを用いたフィルタリングの結果を示す。フィルタリングパラメータは、パスバンド周波数kKB=1.0、スケーリングファクタλ=0.5と設定し、重みwijは、n近傍内に含まれる頂点数の逆数を用いた。図4より、2近傍のラプラシアンは、同じフィルタリングパラメータの設定において、1近傍ラプラシアンより強いローパスフィルタリング効果が得られることが確認された。これは、よりサポートの広い表面詳細が抽出可能となることを示している。また、近傍を3以上に広げた場合はスムージングの効果にあまり変化が見られないことが確認された。
【0057】
[高周波成分の抽出]
高周波成分抽出部12では、ローパスフィルタによって失われた高周波成分が基本形状メッシュ表面に対する表面詳細メッシュの凹凸を表現しているものとみなし、入力されたメッシュモデルMと推定基本形状メッシュM’を用いてメッシュモデルMの高周波成分Hを抽出する。メッシュモデルMの高周波成分Hは、フィルタリングにより失われた幾何情報であり、フィルタリング前後の頂点の移動量として、次式(4)により得られる。
【0058】
H=P−P’ (P∈M,P’∈M’) (4)
ここでP={p}はメッシュモデルMの頂点集合、P’={p’}はフィルタリング後の推定基本形状メッシュM’の頂点集合である。高周波成分Hは、推定基本形状メッシュM’に対する表面詳細メッシュMの凹凸を表すベクトルの集合H={h}である。
【0059】
図5(a)は、メッシュモデルMの一例であり、図5(b)は、このメッシュモデルMに対して式(4)を適用して得られた高周波成分のベクトルを、対応する頂点を始点として表示した図である。各々のベクトルhは、推定基本形状メッシュM’の頂点に対応付けられるが、このままの状態では、高周波成分H内の他のベクトルに対する空間的な配置や、他の形状に対する対応関係を持っていないため、個別管理や編集には向いておらず、他の基本形状メッシュの表面に合成することも困難である。
【0060】
[パラメタライゼーションの生成]
そこで、パラメタライゼーション生成部13では、表面詳細の凹凸を独立して管理可能とするため、推定基本形状メッシュM’の各頂点についての位相構造を持つ基本平面を定義するためのパラメタライゼーションを生成する。メッシュモデルMのパラメタライゼーションは、図6に示すように、メッシュモデルMと1対1で対応する2次元の平面三角化グラフGであり、ここではG(Q,К)と記述する。ここで、Q={q=(u,v)∈R|1≦i≦n}(パラメータ)である。パラメタライゼーションの構築には,次式(5)に示すメッシュモデルMに対する区分線形写像φ:|M|→R(|M|⊂Rはメッシュモデル上の点集合)を定めることが必要となる。
【0061】
φ(p)=q (5)
メッシュモデル表面上の任意点pに対するパラメータは、点pを含む三角形(i,j,k)の頂点のパラメータを用いて次式(6)で定義される。
【0062】
φ(p)=λφ(p)+μφ(p)+νφ(p) (6)
ここで、λ,μ,νは、三角形(i,j,k)における点pの重心座標(λ+μ+ν=1)である。また、写像φは区分線写像であるため、その逆写像φ−1:R→|M|が定義され、パラメータ平面のパラメタライゼーションの各頂点は、実空間の三角形メッシュモデルの各頂点と1対1で対応する。
【0063】
このように、パラメタライゼーション生成部13は、推定基本形状メッシュM’に対してパラメータ平面への写像を適用することにより、パラメタライゼーションG’を生成する。
【0064】
さらに、パラメタライゼーション生成部13では、元の合成形状であるメッシュモデルMの表面上における距離に関する計量を保存可能な表面詳細メッシュの抽出を目的として、推定基本形状メッシュM’のパラメタライゼーションG’を、距離保存の性質を持つように生成する。この手法では、次式(7)に示す稜線長保存度に関する評価関数Elenを定義する。
【0065】
len=Σ(‖p−p−φ(Pij))/φ(Pij) (7)
φ(Pij)=‖φ(p)−φ(p)‖
ここで、Σは(i,j)∈Eにおける離散積分を示す。式(7)は、パラメータu,vに対する勾配が容易に計算され、共役勾配法を用いてpについて解くことができる。しかし、パラメタライゼーション境界や実空間のメッシュ形状が複雑な場合、面の裏返りが生じ、自己干渉を起こすことがあるために、メッシュモデルに対する単写を構築できないことがある。そこで、次式(8)に示す面分の符号付面積保存の評価関数Eareを導入し、自己干渉の問題を解決する。
【0066】
are=Σ{det[φ(Pjiφ(Pki]/2−Sijk/Sijk (8)
φ(Pji)=φ(p)−φ(p
φ(Pki)=φ(p)−φ(p
ここで、Σは面分(i,j,k)∈Fにおける離散積分であり、Sijkは面分(i,j,k)の符号付面積でありSijk=‖(p−p)×(p−p)‖/2で表される。式(8)の評価関数も、そのパラメータu,vに対する勾配が容易に計算でき、共役勾配法を用いてpについて同様に解くことができる。
【0067】
最終的に、表面詳細メッシュの定義域決定のための推定基本形状メッシュM’のパラメタライゼーションG’は、次式(9)に示す式(7)と式(8)の評価関数の重み付き和の最小化問題を、共役勾配法を用いて解くことにより構築できる。
【0068】
minimize(αElen+βEare) (9)
ここで、α,βは各性質の強度を決定する重み係数である。式(9)を解くことにより、実空間と稜線長をパラメータ平面上で極力保存し、かつ面干渉の起こらないパラメタライゼーションの構築を実現できる。
【0069】
式(9)により構築されたパラメタライゼーションの例を図7に示す。図7では、見易さのため、同図(a)に示すメッシュモデルMの局所部分に対し、ここまで述べた手法を適用して構築したパラメタライゼーションを同図(b)に示している。幾つかのメッシュモデルに対して実験を行った結果,重み係数は、α=0.5,β=0.5と定めることにより、自己干渉がなく距離歪の少ないパラメタライゼーションを構築できることが確認された。
【0070】
[表面詳細メッシュの生成]
表面詳細生成部14では、推定基本形状メッシュM’のパラメタライゼーションG’を定義域とする表面詳細メッシュMを生成する。これは、パラメタライゼーションG’の頂点位置q=(u,v)を、フィルタリングにより得られた高周波成分Hに基づいて操作することにより行う。高周波成分Hの要素h=(xhi,yhi,zhi)は、推定基本形状メッシュの各頂点からの表面詳細の凹凸を表すため、まず、次式(10)に示すhの符号付強度sをパラメタライゼーションG’の各頂点に属性として与える。
【0071】
=sign(h・n){(xhi+(yhi+(zhi1/2 (10)
ここで、sign(x)は、xの符号が正の場合は1、負の場合は−1となる関数であり、nは頂点iにおける法線ベクトルである。図8に示すように、同図(a)に示すパラメタライゼーションG’の各頂点pについての情報(u,v,s)を、同図(b)に示す実空間における座標(x,y,z)に対応させることにより、メッシュモデルMにおける表面詳細の凹凸を高さ値zとした表面詳細メッシュMを生成する。
【0072】
[本抽出手法の適用結果]
図9乃至図11の各図(a)に示す表面詳細合成形状のメッシュモデルに対してフィルタリングを適用して得られた推定基本形状メッシュを各図(b)、抽出された表面詳細メッシュを各図(c)に示す。各図(d)は、抽出された表面詳細メッシュの高さ値を濃淡で表した図である。図9(a)及び図10(a)のメッシュモデルの面分数は6,962、図11(a)のメッシュモデルの面分数は15,842である。また、基本形状推定に用いたフィルタリングパラメータの設定は、図9乃至図11のいずれも、kPB=0.01,N=200,1近傍とした。抽出処理時間は、図11のモデルにおいて約10秒(Pentium(登録商標)−3, 1GHz, RAM512MB)であった。適用結果から、与えられたメッシュモデルにおいて合成されていたとみなされる表面詳細が、基本形状に対する凹凸を高さ値として持つメッシュモデルとして抽出されることが確認された。
【0073】
したがって、本実施の形態によれば、基本形状推定部11によりメッシュモデルMに対してローパスフィルタを適用して表面に詳細形状が合成されているとみなされる基本形状メッシュを推定し、高周波成分抽出部12によりローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出し、パラメタライゼーション生成部13により推定基本形状メッシュの各頂点についての位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成し、表面詳細生成部14によりパラメタライゼーションの各頂点に対して高周波成分に基づく高さ値を与えることにより表面詳細メッシュを生成する。これによって、メッシュモデルMから抽出した表面詳細メッシュは、底部を基本平面とする3次元座標上に再現され、基本形状メッシュとは独立した形式で表現されるので、表面詳細メッシュの個別管理及び視覚化が容易であり、表面詳細メッシュを他の基本形状メッシュの表面へ合成する際の再利用性を向上させることができる。結果として、三角形メッシュモデリングを利用した意匠設計における作業の効率化、設計バリエーションの増加を図ることができる。
【0074】
本実施の形態によれば、基本形状推定部11により、フィルタリングの強度を制御するための設定が可能なTaubinのフィルタ関数を適用することで、三角形メッシュモデルにおける表面詳細の形状に柔軟に対応するフィルタリングを可能にすることができる。
【0075】
本実施の形態によれば、基本形状推定部11により、Taubinのフィルタ関数におけるラプラシアンをn近傍ラプラシアンに拡張することで、より強力なローパスフィルタリングの効果が得られるので、例えば数百頂点から構成されるような大規模な表面詳細メッシュを高精度で抽出することができる。
【0076】
本実施の形態によれば、パラメタライゼーション生成部13により、稜線長保存度に関する評価関数と符号付面積保存の評価関数の重み付き和の最小化問題を各頂点について解くことで、実空間における稜線長さをパラメータ平面上で極力保存し、かつ面干渉の起こらないパラメタライゼーションを構築することができる。
【0077】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る表面詳細抽出システム及び表面詳細抽出プログラムによれば、抽出した表面詳細の個別管理及び視覚化が容易であり、表面詳細を他の基本形状の表面へ合成する際の再利用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施の形態における表面詳細抽出・合成システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図2】一実施の形態における表面詳細抽出システムの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図3】同図(a)は、ガウシアンフィルタリングにおけるフィルタ関数を示し、同図(b)は、Taubinのフィルタ関数を示す図である。
【図4】n近傍ラプラシンによる強スムージングの例を示す図である。
【図5】同図(a)は、メッシュモデルの一例であり、同図(b)は、このメッシュモデルについて得られた高周波成分のベクトルを、対応する頂点を始点として表示した図である。
【図6】メッシュモデルとパラメタライゼーションの区分線形写像による対応関係を示す図である。
【図7】同図(a)は、メッシュモデルの一例であり、同図(b)は、このメッシュモデルの局所部分についてのパラメタライゼーションを示す図である。
【図8】同図(a)は、パラメタライゼーションを示す図であり、同図(b)は、表面詳細メッシュを示す図である。
【図9】本表面詳細抽出手法の適用結果を示す図であり、同図(a)は、入力されたメッシュモデル、同図(b)は、推定基本形状メッシュ、同図(c)は、抽出された表面詳細メッシュ、同図(d)は、表面詳細メッシュの高さ値を濃淡で表した図である。
【図10】本表面詳細抽出手法の別の適用結果を示す図であり、同図(a)は、入力されたメッシュモデル、同図(b)は、推定基本形状メッシュ、同図(c)は、抽出された表面詳細メッシュ、同図(d)は、表面詳細メッシュの高さ値を濃淡で表した図である。
【図11】本表面詳細抽出手法のさらに別の適用結果を示す図であり、同図(a)は、入力されたメッシュモデル、同図(b)は、推定基本形状メッシュ、同図(c)は、抽出された表面詳細メッシュ、同図(d)は、表面詳細メッシュの高さ値を濃淡で表した図である。
【符号の説明】
1…表面詳細抽出システム
2…表面詳細データベース
3…基本形状データベース
4…表面詳細合成システム
11…基本形状推定部
12…高周波成分抽出部
13…パラメタライゼーション生成部
14…表面詳細生成部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface detail extraction system and a surface detail extraction program for extracting a detailed shape from a triangular mesh model having a detailed shape on a surface.
[0002]
[Prior art]
In industrial products, there are many surface detailed composite shapes in which detailed shapes (surface details) such as characters and patterns composed of minute irregularities are synthesized on the surface of the basic shape on the surface of the shape. In a design design for such an industrial product, if the basic shape is a complicated curved surface, it is complicated and difficult to design surface details directly on the basic shape. Therefore, if the surface details and the basic shape are individually designed in the initial stage of the design, and the surface details can be accurately combined with the surface of the basic shape in the final stage, the design of the surface detailed composite shape can be realized easily and efficiently.
[0003]
The mesh model is a model in which an object shape is approximately represented as a polyhedron formed by a set of minute planes. Among them, in particular, those having all triangular surfaces are called triangular mesh models, which have been applied to various fields of shape representation because of their advantages such as easy operation of geometric operation and topology management, and high degree of freedom in shape representation. I have. In addition, a large-scale mesh model can be processed by improving computer resources, and the triangular mesh model is being used as a shape model of an application that requires a highly accurate shape representation. However, almost no triangular mesh modeling method has been proposed for designing the above-described detailed surface composite shape. Therefore, the inventors are researching a surface detail synthesis method for synthesizing the individually designed surface details to a local region of the basic shape surface with high accuracy for a triangular mesh model.
[0004]
By the way, if only the surface details can be extracted from the triangle mesh model of the existing surface detail composite shape, the reusability of the existing triangle mesh model can be improved by combining with the above-mentioned surface detail composition method, and the surface detail composite shape can be improved. Can be increased.
[0005]
There have been few studies on methods for extracting only surface details from surface detail composite shapes represented by triangular mesh models, and the only method for extracting surface details from mesh models with subdivision connectivity has been proposed ( Non-Patent Document 1). In this extraction method, a difference between a smooth curved surface obtained by fitting a subdivided curved surface from a coarse initial control mesh to an original mesh and an original shape is extracted as surface details. In this extraction method, the degree of surface detail extraction can be controlled with one parameter, and further interactive processing is possible.
[0006]
In addition, as an existing study that separately handles the surface details of a triangular mesh model from the basic shape, there is a study that holds detailed displacement of the shape surface as scalar displacement and expresses compact mesh data (Non-Patent Document See 2, 3). Prior art documents related to the invention of this application, including others, are as follows.
[0007]
[Non-patent document 1]
Henning Biermann, Ioana Martin, Fausto Bernardini, Denis Zorin, Cut-and-Paste Editing of Multisolution Solutions, proc. of SIGGRAPH 2002 Proceedings, pp. 312-321, 2002
[0008]
[Non-patent document 2]
I. Guskov, K .; Vidimce, W.C. Sweldens and P.S. Schroder: Normal Meshes, Proc. of SIGGRAPH2000, pp. 95-102, 2000
[0009]
[Non-Patent Document 3]
A. Lee, H .; Moreton and H.M. Hoppe: Displaced Subdivision Surface, Proc. of SIGGRAPH2000, pp. 85-94, 1999
[0010]
[Non-patent document 4]
G. FIG. Taubin: A Signal Processing Approach to Fair Surface Design, proc. of SIGGRAPH '95, pp. 351-358, 1995
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the extraction method of Non-Patent Document 1 cannot be applied to an arbitrary-phase mesh model. In addition, the extracted surface details are maps of minute vectors that are strictly associated with the subdivision connectivity, and are not effective from the viewpoint of individual management and visualization. The reusability was poor.
[0012]
The surface details separated by the methods of Non-Patent Documents 2 and 3 are maps of minute vectors strictly associated with the subdivision connectivity, similar to the method of Non-Patent Document 1, and include individual management and visual However, it is not effective from the viewpoint of formation, and is also inferior in reusability when synthesized on a surface of another basic shape.
[0013]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a surface detail extracting system and a surface capable of extracting surface details from a triangular mesh model having a detailed shape on a surface in a highly reusable state. It is to provide a detailed extraction program.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a surface detail extraction system comprising: a basic shape estimating unit configured to estimate a basic shape mesh by applying a low-pass filter to a triangular mesh model in which a detailed shape is synthesized on a surface; High-frequency component extraction means for extracting the extracted high-frequency component, parameterization generation means for generating parameterization having a topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh in a basic plane, and for each vertex of the parameterization Surface detail generation means for generating a surface detail mesh by giving a height value based on the high frequency component.
[0015]
According to the present invention, a low-pass filter is applied to a triangular mesh model to estimate a basic shape mesh that is considered to have a detailed shape synthesized on the surface, and the detailed shape is regarded as a high-frequency component and lost by the low-pass filter. Extracts the extracted high-frequency components, generates a parameterization with the topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh in the basic plane, and gives a height value based on the high-frequency component to each vertex of this parameterization Thereby, a surface detail mesh is generated. As a result, the surface detail mesh is reproduced on three-dimensional coordinates with the bottom as the basic plane, and is expressed in a format independent of the basic shape mesh, thereby facilitating individual management and visualization of the surface detail mesh. In this case, the reusability is improved when the detailed surface mesh is combined with the surface of another basic shape mesh.
[0016]
In the above surface detail extraction system, the basic shape estimating means applies a Taubin filter function using Laplacian defined for each vertex of the triangular mesh model.
[0017]
According to the present invention, by applying a Taubin filter function that can be set to control the filtering strength, filtering that flexibly corresponds to the shape of the surface details in the triangular mesh model is enabled.
[0018]
In the above-described surface detail extraction system, the basic shape estimating means is an Laplacian near n which is obtained by extending the Laplacian to vertices near n.
[0019]
In the present invention, the Laplacian in the Taubin filter function is extended to the Laplacian near n, so that a stronger low-pass filtering effect can be obtained.
[0020]
In the above-described surface detail extraction system, the high-frequency component extracting means obtains, as a high-frequency component, a moving amount of each vertex of the triangular mesh model by applying the low-pass filter.
[0021]
In the present invention, the amount of movement of each vertex of the triangle mesh model due to the application of the low-pass filter, that is, the difference between the estimated basic shape mesh and each vertex coordinate of the triangle mesh model, is lost by the low-pass filter. High frequency components can be extracted.
[0022]
In the above-described surface detail extraction system, the parameterization generation unit applies a linear piecewise mapping to a parameter plane to each vertex of the estimated basic shape mesh.
[0023]
In the present invention, by applying a linear piece mapping to each vertex of the estimated basic shape mesh, by appropriately designing the linear piece mapping, for example, on a triangular mesh model such as ridge length Specific metrics can be stored on parameterization.
[0024]
In the above-mentioned surface detail extraction system, the parameterization generating means solves each vertex so that a weighted sum of an evaluation function related to ridge line length conservation and an evaluation function for signed area conservation is minimized.
[0025]
In the present invention, by solving for each vertex the problem of minimizing the weighted sum of the evaluation function relating to the edge length conservation degree and the signed area conservation evaluation function, the edge length in the real space can be minimized on the parameter plane. It preserves and enables the construction of parameterization that does not cause surface interference.
[0026]
In the above-described surface detail extraction system, the surface detail generation unit gives a signed intensity defined by using a high-frequency component and a normal vector for each vertex of the parameterization as a height value to the vertex. I do.
[0027]
In the present invention, for each vertex of the parameterization, a signed value defined using a high-frequency component and a normal vector is given to each vertex as a height value, so that the unevenness of the detailed shape is set to a height value. A surface detail mesh is obtained.
[0028]
A surface detail extraction program according to a second aspect of the present invention includes a basic shape estimation process for estimating a basic shape mesh by applying a low-pass filter to a triangular mesh model in which a detailed shape is synthesized on a surface; High-frequency component extraction processing for extracting the extracted high-frequency component, parameterization generation processing for generating a parameterization having a topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh on a basic plane, and for each vertex of the parameterization. And a computer for executing a surface detail generation process of generating a surface detail mesh by giving a height value based on the high frequency component.
[0029]
According to the present invention, the basic shape estimation processing, the high-frequency component extraction processing, the parameterization generation processing, and the surface detail generation processing are executed by a program, so that the present method can be executed by a general-purpose computer on which the program is installed. It is possible to realize.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Overview of extraction and synthesis of surface details]
As shown in the functional block diagram of FIG. 1, a surface detail extraction / synthesis system to which the surface detail extraction system according to one embodiment is applied includes a triangular mesh model (hereinafter, referred to as a “mesh model”) M representing a surface detail synthesized shape. A triangular mesh model (hereinafter referred to as “surface detail mesh”) M that represents a detailed shape such as characters and patterns composed of minute irregularities from the surface ofDAnd a surface detail mesh M extracted or individually designedDDetail database (surface detail DB) 2 that stores and manages the data, and a triangular mesh model (hereinafter, referred to as “basic shape mesh”) M that represents a basic shape with no detailed shape combinedBShape database (basic shape DB) 3 that stores and manages the surface details mesh M read out from the surface details database 2DIs the basic shape mesh MBAnd a triangular mesh model (hereinafter referred to as “surface detailed composite mesh”) MCIs provided with a surface detail synthesizing system 4 that outputs the following. The surface detail extracting system 1 and the surface detail synthesizing system 4 are configured by a computer, and the surface detail database 2 and the basic shape database 3 are configured by a large-capacity storage device.
[0031]
This surface detail extraction / synthesis system uses a surface detail mesh M in the initial stage of design.DAnd basic shape mesh MBCan be individually designed, and in the final stage, the surface detail mesh MDWith any basic shape mesh MBIt is possible to synthesize with high precision on the surface of the. The triangular mesh modeling method of the detailed surface synthesized shape by the individual design and synthesis has the following advantages.
[0032]
1) Ease of design: The surface details can be independently designed as, for example, irregularities with respect to a plane, not on a complicated basic shape. Therefore, the design and correction of the surface details can be easily and efficiently performed.
[0033]
2) Improvement of data reusability: By individually designing and storing surface details and basic shapes, each shape data can be reused for another shape design.
[0034]
3) Improvement of shape design variation: It is possible to design a surface detail composite shape by combining various surface details and a basic shape, and the design design variation is improved.
[0035]
A detailed surface extraction system 1 applied to such a detailed surface extraction / synthesis system will be described below.
[0036]
[Basic concept of surface detail extraction]
There are the following two problems to extract only the surface detail mesh from the surface of the existing mesh model in which the surface detail has been synthesized, and to enable reuse by synthesis into another basic shape mesh.
[0037]
(1) Separation of basic shape estimation and surface details
The surface details are synthesized on the surface of a certain basic shape mesh. In order to extract the surface detail mesh, it is necessary to estimate a basic shape mesh for which the surface detail is considered to have been synthesized, and to separate the surface detail mesh.
[0038]
(2) Independent representation of surface details
Information on the surface detail mesh separated from the basic shape mesh should be capable of independent data management to improve its reusability, and should be expressed in a format independent of the basic shape mesh .
[0039]
In this extraction method, the irregular shape due to the surface details of the mesh model is regarded as a high-frequency component. As a result, the basic shape mesh in which the surface details are estimated to have been synthesized in the problem (1) can be obtained by low-pass filtering on the mesh model in which the surface details have been synthesized. Since the definition of the surface detail mesh to be extracted differs depending on the user, low-pass filtering needs to be able to flexibly control the strength. For example, there is a case where it is desired to selectively extract irregularities composed of large areas such as characters and patterns from irregularities composed of small areas such as the roughness of the shape surface. In this method, in order to meet such a demand, a method of Taubin et al., Which can make detailed settings for controlling the strength of filtering, is used (see Non-Patent Document 4). The information of the unevenness with respect to the basic shape mesh of the surface detail mesh is expressed as a difference between the shape after filtering and the original shape.
[0040]
On the other hand, with respect to the problem (2), in the present extraction method, the surface detailed mesh separated from the basic shape mesh is represented as a model having the irregularities of the detailed shape with respect to the basic shape mesh as height values of vertices. Resolve. The topological structure of the surface detail mesh uses the topological structure of the triangular mesh model before separation so as not to impair the degree of freedom in expressing shapes such as sharp edges. The height value representing the unevenness with respect to the basic shape mesh is represented by the intensity (norm) at each vertex of the high frequency component separated by the filtering. In addition, in order to define a basic plane having a topological structure of the triangular mesh model before separation, the method uses parameterization. The parameterization is a plane triangulation graph having vertices corresponding to the vertices of the triangular mesh model on a one-to-one basis on a parameter plane, as described later. To extract the surface detail mesh that preserves the metric on the basic shape mesh surface, construct a parameterization that preserves the metric regarding the estimated distance of the basic shape mesh surface. Lastly, the constructed parameterization is defined as a domain, and each vertex of the parameterization is modified based on the high-frequency component to obtain a detailed surface mesh M.DGenerate
[0041]
That is, in the present method, the high-frequency component lost by the low-pass filtering of the mesh model M is regarded as expressing the uneven shape of the surface detail mesh with respect to the basic shape mesh, and the high-frequency component is expressed on the basic plane having the phase structure of the basic shape mesh By giving the unevenness as a height value, the surface detail mesh MDGenerate
[0042]
[Outline of surface detail extraction system]
As shown in the functional block diagram of FIG. 2, the detailed surface extraction system 1 according to the present embodiment has a configuration including a basic shape estimating unit 11, a high-frequency component extracting unit 12, a parameterization generating unit 13, and a detailed surface generating unit 14. is there.
[0043]
The outline of the processing in each unit is as follows. The basic shape estimating unit 11 applies a low-pass filter to the mesh model M expressing the surface detail composite shape, and outputs the basic shape mesh M without the surface details combined.BIs estimated. The high frequency component extraction unit 12 extracts high frequency components regarded as surface details from the surface of the mesh model M. The parameterization generation unit 13 generates parameterization for defining a basic plane having a topological structure for each vertex of the estimated basic shape mesh. The surface detail generation unit 14 gives a height value based on the high frequency component to each vertex of the parameterization, and generates a surface detail mesh MDGenerate
[0044]
The processing in the basic shape estimating unit 11, high-frequency component extracting unit 12, parameterization generating unit 13, and surface detail generating unit 14 is executed by a surface detail extracting program installed in a computer. The surface detail extraction program may be installed, for example, by downloading it to a computer via a network, or by inserting a storage medium storing the program into a predetermined slot of the computer. Here, the storage medium refers to various storage media capable of storing programs, such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a semiconductor memory.
[0045]
[Estimation of basic shape]
The basic shape estimating unit 11 uses, as a low-pass filter, a method of Taubin et al., Which can make detailed settings for controlling the strength of filtering (see Non-Patent Document 4). The method of Taubin et al. Can interpret the filtering based on the Fourier transform on the discrete signal as a generalization to the triangular mesh model based on the smoothing using the Gaussian function.
[0046]
The mesh model M is composed of n vertex strings (p1, ..., pn), First, the Laplacian Δp of the following equation (1)iTo each vertex p of the mesh model MiIs defined.
[0047]
ΔPi= Wij(Pj-Pi(1)
Where Σ is j∈i*Shows the discrete integral at. i*Is the set of vertices adjacent to vertex i, wijIs a weight of a positive value whose sum with j is 1. Weight wijHas several choices depending on the nature of the filtering required, but Taubin et al. Assume that the weight is the inverse of the number of adjacent vertices wij= 1 / | i*| Is used. When equation (1) is expressed as a matrix, a matrix W = {w having weights as elementsij}, Unit matrix I, P = {piUsing 表, ΔP = − (I−W) P = −KP. K is a diagonal matrix having a diagonal component of 1 and a component corresponding to an adjacent vertex of -1/2. The matrix K is composed of n eigenvalues kiAnd the eigenvector e that forms the basisihave. Eigenvector e of matrix K1, ..., enIs considered as a natural vibration mode, and the corresponding eigenvalue k1, ..., knCan be considered as the corresponding natural frequency. Since the matrix W is a probability matrix in which the sum of rows having two non-negative elements に in each row is 1, the eigenvalue is limited by an upper limit of 1. As a result, the eigenvalue k of the matrix KiIs (0, 2) and the eigenvalue kiIs sorted by its size, and 0 ≦ k1≦… ≦ knWhen rewritten as ≦ 2, the eigenvector corresponding to a small eigenvalue is a periodic function having a low period, and the eigenvector corresponding to a large eigenvalue is a periodic function having a high period.
[0048]
Low-pass filtering is performed by repeatedly applying the following equation (2) using a matrix expression.
[0049]
P ′ = f (K) P = (I−μK) (I−λK) P (2)
Here, λ and μ are scaling factors (0 <λ <−μ).
[0050]
Applying equation (2) N times repeatedly results in an eigenvalue k of K representing the frequency.iEigenvector e fori, A low-frequency component (small k) using the Taubin filter function of the following equation (3).i).
[0051]
fN(K) = {(1-μk) (1-λk)}N    (3)
To actually perform the filtering, the passband frequency kPB, Scaling factors λ and μ, and the number of calculation iterations N need to be appropriately determined. For example, the passband frequency kPBIs fN(KPB) = 1, kPB= 1 / λ + 1 / μ.
[0052]
Comparing the filter function in Gaussian filtering in FIG. 3A with the Taubin filter function in FIG. 3B, the filter function in FIG. 3A is f (k) = (1−λk). Since | 1−λk | <1, if the number N of computational iterations is increased, f is set at a value other than k = 0.N(K) = (1−λk)Nと な り 0, which is not an ideal low-pass filter. In contrast, the Taubin filter function approaches an ideal low-pass filter as N increases, and the passband frequency kPBIt was confirmed that only lower frequency components were passed.
[0053]
As described above, the basic shape estimating unit 11 estimates the basic shape in which surface details are not synthesized by repeatedly applying the equation (3) to the mesh model M N times. Hereinafter, the triangular mesh model of the estimated basic shape is referred to as an estimated basic shape mesh M ′.
[0054]
Note that the Taubin filter function used in the basic shape estimating unit 11 realizes low-pass filtering that does not cause shape degeneration, but since the calculation converges as the number N of calculation iterations increases, the filtering strength is reduced. Has certain limitations. For this reason, surface details composed of irregularities composed of several vertices can be sufficiently extracted. However, for example, when it is desired to extract surface details composed of several hundred vertices, a stronger low-pass filtering effect is required.
[0055]
Therefore, in order to extract a surface detailed mesh having a wider support (having a large number of components), i in the definition of Laplacian in Expression (1) is used.*To the set near n of vertex i. Hereinafter, a Laplacian defined by using vertices in the vicinity of n is referred to as a Laplacian in the vicinity of n. Weight wijIs a non-negative sum of j with respect to j, the matrix W becomes a probability matrix, and the range of eigenvalues of K is still limited to 0 to 2. In this way, by extending the definition of Laplacian to the vicinity of n, the period of the base corresponding to the frequency passed for the same filter function becomes longer, and it is possible to filter irregularities having a longer period than that of one.
[0056]
FIG. 4 shows the result of filtering using the Laplacian near n. The filtering parameter is the passband frequency kKB= 1.0, scaling factor λ = 0.5, and weight wijUsed the reciprocal of the number of vertices included in the neighborhood of n. From FIG. 4, it has been confirmed that the Laplacian near two can obtain a stronger low-pass filtering effect than the Laplacian near one at the same filtering parameter setting. This indicates that more supportable surface details can be extracted. Further, it was confirmed that when the vicinity was expanded to three or more, the effect of the smoothing did not change much.
[0057]
[Extraction of high frequency components]
The high-frequency component extraction unit 12 considers that the high-frequency components lost by the low-pass filter represent irregularities of the surface detail mesh with respect to the basic shape mesh surface, and uses the input mesh model M and the estimated basic shape mesh M ′. To extract the high frequency component H of the mesh model M. The high frequency component H of the mesh model M is the geometric information lost by the filtering, and is obtained by the following equation (4) as the movement amount of the vertex before and after the filtering.
[0058]
H = P−P ′ (P∈M, P′∈M ′) (4)
Where P = {pi} Is a set of vertices of the mesh model M, P ′ = {p ’i} Is a vertex set of the estimated basic shape mesh M ′ after filtering. The high-frequency component H is a surface detail mesh M for the estimated basic shape mesh M '.DH = {hi}.
[0059]
FIG. 5A shows an example of a mesh model M. FIG. 5B shows a vector of a high-frequency component obtained by applying Expression (4) to the mesh model M, It is the figure displayed as a starting point. Each vector hiIs associated with the vertices of the estimated basic shape mesh M ′. In this state, since there is no spatial arrangement for other vectors in the high-frequency component H and no correspondence to other shapes, individual management is performed. It is not suitable for editing and editing, and it is also difficult to combine it with the surface of another basic shape mesh.
[0060]
[Generate parameterization]
Therefore, the parameterization generation unit 13 generates parameterization for defining a basic plane having a topological structure for each vertex of the estimated basic shape mesh M ′ so that irregularities of surface details can be managed independently. . As shown in FIG. 6, the parameterization of the mesh model M is a two-dimensional planar triangular graph G corresponding to the mesh model M on a one-to-one basis, and is described here as G (Q, К). Where Q = {qi= (Ui, Vi) ∈R2| 1 ≦ i ≦ n} (parameter). To construct the parameterization, a piecewise linear map φ: | M | → R for the mesh model M shown in the following equation (5)2(| M | ⊂R3Is a set of points on the mesh model).
[0061]
φ (pi) = Qi    (5)
Any point p on the mesh model surfacemIs the point pmIs defined by the following equation (6) using the parameters of the vertices of the triangle (i, j, k) including
[0062]
φ (pm) = Λφ (pi) + Μφ (pj) + Νφ (pk) (6)
Here, λ, μ, and ν are points p in the triangle (i, j, k).m(Λ + μ + ν = 1). Also, since the mapping φ is a segmentation line mapping, its inverse mapping φ-1: R2→ | M | is defined, and each vertex of the parameterization of the parameter plane has a one-to-one correspondence with each vertex of the triangular mesh model in the real space.
[0063]
As described above, the parameterization generation unit 13 generates the parameterization G ′ by applying the mapping onto the parameter plane to the estimated basic shape mesh M ′.
[0064]
Further, the parameterization generation unit 13 extracts a parameterization G ′ of the estimated basic shape mesh M ′ for the purpose of extracting a surface detail mesh capable of storing a metric related to a distance on the surface of the mesh model M that is the original composite shape. , Which have the property of preserving distance In this method, an evaluation function E relating to ridge length conservation shown in the following equation (7)lenIs defined.
[0065]
Elen= Σ (‖pi-Pj2−φB(Pij))2/ ΦB(Pij) (7)
φB(Pij) = ‖Φ (pi) -Φ (pj) ‖2
Here, Σ indicates a discrete integral in (i, j) ∈E. Equation (7) shows that the gradient for the parameters u, v is easily calculated, and p is calculated using the conjugate gradient method.iCan be solved for However, if the parameterization boundary or the mesh shape in the real space is complicated, the face is turned over and self-interference may occur, so that a single shot for the mesh model may not be constructed. Therefore, the evaluation function E of the signed area preservation of the surface shown in the following equation (8)areTo solve the problem of self-interference.
[0066]
Eare= Σ {det [φB(Pji)TφB(Pki)T] / 2-Sijk2/ Sijk    (8)
φB(Pji) = ΦB(Pj) -ΦB(Pi)
φB(Pki) = ΦB(Pk) -ΦB(Pi)
Here, Σ is a discrete integral in the plane (i, j, k) ∈F, and SijkIs the signed area of the surface segment (i, j, k) and Sijk= ‖ (Pj-Pi) × (pk-Pi) ‖ / 2. In the evaluation function of the equation (8), the gradient for the parameters u and v can be easily calculated, and p can be calculated using the conjugate gradient method.iCan be solved similarly.
[0067]
Finally, the parameterization G ′ of the estimated basic shape mesh M ′ for determining the domain of the surface detail mesh is a weighted sum of the evaluation functions of the equations (7) and (8) shown in the following equation (9). Can be constructed by solving using the conjugate gradient method.
[0068]
minimize (αElen+ ΒEare) (9)
Here, α and β are weighting factors that determine the strength of each property. By solving the equation (9), it is possible to save the real space and the ridge line length as much as possible on the parameter plane and realize the construction of the parameterization that does not cause the surface interference.
[0069]
FIG. 7 shows an example of the parameterization constructed according to the equation (9). In FIG. 7, for the sake of clarity, FIG. 7B shows the parameterization constructed by applying the above-described method to the local portion of the mesh model M shown in FIG. As a result of experiments on several mesh models, it was confirmed that by setting the weighting factors to α = 0.5 and β = 0.5, it was possible to construct a parameterization with no self-interference and little distance distortion. Was.
[0070]
[Generation of surface detail mesh]
In the surface detail generation unit 14, the surface detail mesh M whose domain is the parameterization G 'of the estimated basic shape mesh M'DGenerate This is the vertex position q of the parameterization G 'i= (Ui, Vi) Is performed by operating based on the high-frequency component H obtained by the filtering. Element h of high frequency component Hi= (Xhi, Yhi, Zhi) Represents the irregularities of the surface details from each vertex of the estimated basic shape mesh.iSigned strength s ofiIs given as an attribute to each vertex of the parameterization G ′.
[0071]
si= Sign (hi・ Ni) {(Xhi)2+ (Yhi)2+ (Zhi)21/2      (10)
Here, sign (x) is a function that is 1 when the sign of x is positive and −1 when the sign of x is negative.iIs the normal vector at vertex i. As shown in FIG. 8, each vertex p of the parameterization G 'shown in FIG.iInformation about (ui, Vi, Si) At the coordinates (x) in the real space shown in FIG.i, Yi, Zi), The surface detail mesh M in which the unevenness of the surface detail in the mesh model M is set to the height value z.DGenerate
[0072]
[Application result of this extraction method]
The estimated basic shape mesh obtained by applying the filtering to the mesh model of the surface detailed composite shape shown in each of FIGS. 9 to 11A is shown in FIG. It is shown in FIG. Each figure (d) is a figure in which the height value of the extracted surface detailed mesh is represented by shading. 9A and 10A have 6,962 face fractions, and the mesh model of FIG. 11A has 15,842 face fractions. The setting of the filtering parameters used for the basic shape estimation is kPB= 0.01, N = 200, near 1. The extraction processing time was about 10 seconds (Pentium (registered trademark) -3, 1 GHz, RAM 512 MB) in the model of FIG. From the application results, it was confirmed that the surface details considered to have been synthesized in the given mesh model were extracted as a mesh model having asperities relative to the basic shape as height values.
[0073]
Therefore, according to the present embodiment, the basic shape estimation unit 11 applies a low-pass filter to the mesh model M to estimate a basic shape mesh regarded as having a detailed shape synthesized on the surface, and extracts a high-frequency component. The high-frequency component lost by the low-pass filter is extracted by the unit 12, the parameterization generation unit 13 generates a parameterization having the topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh on the basic plane, and the surface detail generation unit 14 generates the parameterization. A surface detail mesh is generated by giving a height value based on the high frequency component to each vertex of the rise. As a result, the surface detail mesh extracted from the mesh model M is reproduced on three-dimensional coordinates having the bottom as a basic plane, and is expressed in a form independent of the basic shape mesh. Therefore, the reusability when synthesizing the detailed surface mesh with the surface of another basic shape mesh can be improved. As a result, it is possible to increase the efficiency of design work and increase design variations in design design using triangular mesh modeling.
[0074]
According to the present embodiment, the basic shape estimating unit 11 flexibly responds to the shape of the surface detail in the triangular mesh model by applying the Taubin filter function that can be set for controlling the filtering strength. Filtering can be enabled.
[0075]
According to the present embodiment, the basic shape estimating unit 11 extends the Laplacian in the Taubin filter function to the Laplacian near n, so that a stronger low-pass filtering effect can be obtained. Such a large-scale surface detail mesh can be extracted with high accuracy.
[0076]
According to the present embodiment, the parameterization generation unit 13 solves, for each vertex, the problem of minimizing the weighted sum of the evaluation function related to the degree of conservation of the ridge length and the evaluation function of the preservation of the signed area for each vertex, so that the Length can be preserved as much as possible on the parameter plane, and parameterization that does not cause surface interference can be constructed.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the surface detail extraction system and the surface detail extraction program according to the present invention, individual management and visualization of the extracted surface details are easy, and the surface details are combined with the surface of another basic shape. The reusability at the time of performing can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating an entire configuration of a detailed surface extraction / synthesis system according to an embodiment.
FIG. 2 is a functional block diagram illustrating an overall configuration of a detailed surface extraction system according to one embodiment.
FIG. 3A shows a filter function in Gaussian filtering, and FIG. 3B shows a Taubin filter function.
FIG. 4 is a diagram showing an example of strong smoothing using n-nearby laprasin.
FIG. 5A is an example of a mesh model, and FIG. 5B is a diagram in which a vector of a high-frequency component obtained for the mesh model is displayed with a corresponding vertex as a starting point.
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence relationship between a mesh model and parameterization by a piecewise linear mapping.
FIG. 7A is an example of a mesh model, and FIG. 7B is a diagram showing parameterization of a local portion of the mesh model.
8A is a diagram showing parameterization, and FIG. 8B is a diagram showing a detailed surface mesh.
9A and 9B are diagrams showing the application result of the present surface detail extraction method. FIG. 9A shows an input mesh model, FIG. 9B shows an estimated basic shape mesh, and FIG. The extracted detailed surface mesh, FIG. 6D is a diagram in which the height value of the detailed surface mesh is represented by shading.
10A and 10B are diagrams showing another application result of the present surface detail extraction method, wherein FIG. 10A shows an input mesh model, FIG. 10B shows an estimated basic shape mesh, and FIG. Is a surface detail mesh extracted, and FIG. 4D is a diagram showing the height value of the surface detail mesh in shades.
11A and 11B are diagrams showing still another application result of the present surface detail extraction method. FIG. 11A shows an input mesh model, FIG. 11B shows an estimated basic shape mesh, and FIG. ) Is an extracted surface detailed mesh, and FIG. 4D is a diagram in which the height value of the surface detailed mesh is represented by shading.
[Explanation of symbols]
1. Surface detail extraction system
2. Surface detail database
3… Basic shape database
4: Surface synthesis system
11 Basic shape estimation unit
12 high frequency component extraction unit
13 ... Parameterization generator
14 Surface detail generation unit

Claims (14)

表面に詳細形状が合成された三角形メッシュモデルに対してローパスフィルタを適用して基本形状メッシュを推定する基本形状推定手段と、
前記ローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出する高周波成分抽出手段と、
推定された基本形状メッシュの各頂点の位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成するパラメタライゼーション生成手段と、
前記パラメタライゼーションの各頂点に対して前記高周波成分に基づく高さ値を与えて表面詳細メッシュを生成する表面詳細生成手段と、
を有することを特徴とする表面詳細抽出システム。
Basic shape estimating means for estimating a basic shape mesh by applying a low-pass filter to a triangular mesh model in which a detailed shape is synthesized on a surface;
High-frequency component extraction means for extracting high-frequency components lost by the low-pass filter,
A parameterization generating means for generating parameterization having a topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh in a basic plane,
Surface detail generation means for generating a surface detail mesh by giving a height value based on the high-frequency component to each vertex of the parameterization,
A surface detail extraction system comprising:
前記基本形状推定手段は、三角形メッシュモデルの各頂点について定義されるラプラシアンを用いたTaubinのフィルタ関数を適用することを特徴とする請求項1記載の表面詳細抽出システム。2. The surface detail extraction system according to claim 1, wherein the basic shape estimating unit applies a Taubin filter function using Laplacian defined for each vertex of the triangular mesh model. 前記基本形状推定手段は、前記ラプラシアンをn近傍の頂点に拡張したn近傍ラププラシアンとすることを特徴とする請求項2記載の表面詳細抽出システム。3. The surface detail extraction system according to claim 2, wherein the basic shape estimating unit sets the Laplacian to an n-neighborhood Laplacian that is extended to vertices near n. 前記高周波成分抽出手段は、前記ローパスフィルタの適用による三角形メッシュモデルの各頂点の移動量を高周波成分として求めることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の表面詳細抽出システム。4. The surface detail extraction system according to claim 1, wherein the high-frequency component extracting unit obtains, as a high-frequency component, a moving amount of each vertex of the triangular mesh model by applying the low-pass filter. 前記パラメタライゼーション生成手段は、推定された基本形状メッシュの各頂点に対してパラメータ平面への線形区分写像を適用することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の表面詳細抽出システム。5. The surface detail extraction system according to claim 1, wherein the parameterization generation unit applies a linear piecewise mapping to a parameter plane for each vertex of the estimated basic shape mesh. 前記パラメタライゼーション生成手段は、稜線長保存度に関する評価関数と符号付面積保存の評価関数の重み付和が最小となるように各頂点について解くことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の表面詳細抽出システム。The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the parameterization generating means solves each vertex so that a weighted sum of an evaluation function related to ridge line length conservation and an evaluation function for signed area conservation is minimized. The described surface detail extraction system. 前記表面詳細生成手段は、前記パラメタライゼーションの各頂点について高周波成分と法線ベクトルを用いて定義される符号付強度を当該各頂点に高さ値として与えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の表面詳細抽出システム。7. The method according to claim 1, wherein the surface detail generation unit gives a signed intensity defined using a high-frequency component and a normal vector to each vertex of the parameterization as a height value. The surface detail extraction system according to any one of the above. 表面に詳細形状が合成された三角形メッシュモデルに対してローパスフィルタを適用して基本形状メッシュを推定する基本形状推定処理と、
前記ローパスフィルタによって失われた高周波成分を抽出する高周波成分抽出処理と、
推定された基本形状メッシュの各頂点の位相構造を基本平面に持つパラメタライゼーションを生成するパラメタライゼーション生成処理と、
前記パラメタライゼーションの各頂点に対して前記高周波成分に基づく高さ値を与えて表面詳細メッシュを生成する表面詳細生成処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする表面詳細抽出プログラム。
A basic shape estimation process of estimating a basic shape mesh by applying a low-pass filter to a triangular mesh model in which a detailed shape is synthesized on a surface;
High-frequency component extraction processing for extracting high-frequency components lost by the low-pass filter,
A parameterization generation process for generating a parameterization having a topological structure of each vertex of the estimated basic shape mesh in a basic plane;
Surface detail generation processing for generating a surface detail mesh by giving a height value based on the high frequency component to each vertex of the parameterization,
A computer program for causing a computer to execute the method.
前記基本形状推定処理は、三角形メッシュモデルの各頂点について定義されるラプラシアンを用いたTaubinのフィルタ関数を適用することを特徴とする請求項8記載の表面詳細抽出プログラム。9. The computer-readable storage medium according to claim 8, wherein the basic shape estimation process applies a Taubin filter function using Laplacian defined for each vertex of the triangular mesh model. 前記基本形状推定処理は、前記ラプラシアンをn近傍の頂点に拡張したn近傍ラププラシアンとすることを特徴とする請求項9記載の表面詳細抽出プログラム。10. The computer-readable storage medium according to claim 9, wherein the basic shape estimating process is performed on the Laplacian near n by expanding the Laplacian to vertices near n. 前記高周波成分抽出処理は、前記ローパスフィルタの適用による三角形メッシュモデルの各頂点の移動量を高周波成分として求めることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかに記載の表面詳細抽出プログラム。11. The computer-readable storage medium according to claim 8, wherein the high-frequency component extraction process obtains, as a high-frequency component, a moving amount of each vertex of the triangular mesh model by applying the low-pass filter. 12. 前記パラメタライゼーション生成処理は、推定された基本形状メッシュの各頂点に対してパラメータ平面への線形区分写像を適用することを特徴とする請求項8乃至11のいずれかに記載の表面詳細抽出プログラム。12. The computer-readable storage medium according to claim 8, wherein the parameterization generation process applies a linear piecewise mapping to a parameter plane for each vertex of the estimated basic shape mesh. 前記パラメタライゼーション生成処理は、稜線長保存度に関する評価関数と符号付面積保存の評価関数の重み付き和が最小となるように各頂点について解くことを特徴とする請求項8乃至12のいずれかに記載の表面詳細抽出プログラム。13. The method according to claim 8, wherein the parameterization generation process solves each vertex so that a weighted sum of an evaluation function related to ridge line length conservation and an evaluation function for signed area conservation is minimized. The detailed surface extraction program described. 前記表面詳細生成処理は、前記パラメタライゼーションの各頂点について高周波成分と法線ベクトルを用いて定義される符号付強度を当該各頂点に高さ値として与えることを特徴とする請求項8乃至13のいずれかに記載の表面詳細抽出プログラム。14. The method according to claim 8, wherein the surface detail generation processing gives a signed intensity defined by using a high-frequency component and a normal vector to each vertex of the parameterization as a height value to each vertex. A surface detail extraction program according to any of the above.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006235977A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Shiseido Co Ltd Method, device, and program for smoothing curved surface, and method, device, and program for normalizing the curved surface
CN103885385A (en) * 2014-03-07 2014-06-25 华侨大学 Partition machining method of triangular mesh model
JP2015210558A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 Data generation device, data generation method, and program
CN105629876A (en) * 2016-02-16 2016-06-01 华侨大学 Multi-cutter optimization combination selection method for triangular grid model numerical control processing
JP2022542548A (en) * 2019-07-18 2022-10-05 ソニーグループ株式会社 Shape improvement of triangular 3D meshes using a modified shape-from-shading (SFS) scheme

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006235977A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Shiseido Co Ltd Method, device, and program for smoothing curved surface, and method, device, and program for normalizing the curved surface
CN103885385A (en) * 2014-03-07 2014-06-25 华侨大学 Partition machining method of triangular mesh model
JP2015210558A (en) * 2014-04-24 2015-11-24 トヨタ自動車株式会社 Data generation device, data generation method, and program
CN105629876A (en) * 2016-02-16 2016-06-01 华侨大学 Multi-cutter optimization combination selection method for triangular grid model numerical control processing
CN105629876B (en) * 2016-02-16 2018-08-10 华侨大学 A kind of multicutter optimum organization selection method of triangle grid model digital control processing
JP2022542548A (en) * 2019-07-18 2022-10-05 ソニーグループ株式会社 Shape improvement of triangular 3D meshes using a modified shape-from-shading (SFS) scheme
JP7362044B2 (en) 2019-07-18 2023-10-17 ソニーグループ株式会社 Shape improvement of triangular 3D mesh using modified shape-from-shading (SFS) scheme

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