A new approach which combines implicit surface scheme and point projection method is presented in order to fill the arbitrarily shaped holes in the polygon model. In the method a trimmed surface which has an outer boundary curve is generated by using the implicit surface scheme and normal projection of point onto the base surface. The base surface is constructed by creating smooth implicit surface from the incomplete polygon model through which the surface should pass. In this paper an implicit surface is defined by a radial basis function, a continuous scalar-valued function over the domain $R^3$. The base surface is the set of all points at which this scalar function takes on the value zero and is created by placing zero-valued constraints at the vertices of the polygon model. In order to show the validity of the present study, various hole fillings are carried out for the complex polygon model of arbitrary topology.
In this paper, a method of constructing a rectangular net from unorganized point cloud data is presented. In the method an implicit surface that fits the given point data is generated by using principal component analysis(PCA) and adaptive domain decomposition method(ADDM). Then a complete and quality rectangular net can be obtained by extracting voxel data from the implicit surface and projecting exterior faces of extracted voxels onto the implicit surface. The main advantage of the proposed method is that a quality rectangular net can be extracted from randomly scattered 3D points only without any further information. Furthermore the results of this works can be used to obtain many useful information including a slicing data, a solid STL model and a NURBS surface model in many areas involved in treatment of large amount of point data by proper processing of implicit surface and rectangular net generated previously.
Park, Tae-Jung;Kam, Hyeong-Ryeol;Shin, Seung-Ho;Kim, Chang-Hun
한국멀티미디어학회논문지
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제12권6호
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pp.842-855
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2009
We present a physics-based blending method for the second order algebraic implicit surface. Unlike other traditional blending techniques, the proposed method avoids complex mathematical operations and unwanted artifacts like bulge, which have highly limited the application of the second order algebraic implicit surface as a modeling primitive in spite of lots of its excellent properties. Instead, the proposed method provides the designer with flexibility to control the shapes of the blending surface on interactive basis; the designer can check and design the shape of blending surfaces accurately by simply adjusting several physics parameter in real time, which was impossible in the traditional blending methods. In the later parts of this paper, several results are also presented.
International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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제8권1호
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pp.3-10
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2007
A new approach based on implicit surface interpolation combined with domain decomposition is proposed for filling complex-shaped holes in a large polygon model, A surface was constructed by creating a smooth implicit surface from an incomplete polygon model through which the actual surface would pass. The implicit surface was defined by a radial basis function, which is a continuous scalar-value function over the domain $R^{3}$. The generated surface consisted of the set of all points at which this scalar function is zero. It was created by placing zero-valued constraints at the vertices of the polygon model. The well-known domain decomposition method was used to treat the large polygon model. The global domain of interest was divided into smaller domains in which the problem could be solved locally. The LU decomposition method was used to solve the set of small local problems; the local solutions were then combined using weighting coefficients to obtain a global solution. The validity of this new approach was demonstrated by using it to fill various holes in large and complex polygon models with arbitrary topologies.
In order to generate the input data for rapid prototyping, a new approach which is based on the implicit surface interpolation method is presented. In the method a surface is reconstructed by creating smooth implicit surface from unorganized cloud of points through which the surface should pass. In the method an implicit surface is defined by the adaptive local shape functions including quadratic polynomial function, cubic polynomial function and RBF(Radial Basis Function). By the reconstruction of a surface, various types of error in raw STL file including degenerated triangles, undesirable holes with complex shapes and overlaps between triangles can be eliminated automatically. In order to get the slicing data for rapid prototyping an efficient intersection algorithm between implicit surface and plane is developed. For the direct usage for rapid prototyping, a robust transformation algorithm for the generation of complete STL data of solid type is also suggested.
A new approach which combines implicit surface scheme and recursive subdivision method is suggested in order to fill the holes with complex shapes in the polygon model. In the method, a base surface is constructed by creating smooth implicit surface from the points selected in the neighborhood of holes. In order to assure C$^1$ continuity between the newly generated surface and the original polygon model, offset points of same number as the selected points are used as the augmented constraint conditions in the calculation of implicit surface. In this paper the well-known recursive subdivision method is used in order to generate the triangular net with good quality using the hole boundary curve and generated base implicit surface. An efficient anisotropic smoothing algorithm is introduced to eliminate the unwanted noise data and improve the quality of polygon model. The effectiveness and validity of the proposed method are demonstrated by performing numerical experiments for the various types of holes and polygon model.
본 논문은 3차원 다각형 모델에서 특징 선을 추출하기 위한 방법에 대해 제안한다. 이산 곡면으로 이루어진 다각형 모델에서 특징 선을 추출하기 위하여 기존 방법에서는 전역적인 음함수 곡면 맞춤 기법(Implicit Surface Fitting)을 이용하여 모델의 꼭지점에서 곡률과 곡률 미분 값을 측정하였다. 이러한 방법은 다각형 모델의 꼭지점에서 음함수 곡면으로 정확하게 투영할 수 있도록 사용자의 정의 파라미타를 찾아야 하며, 특징 추출을 위한 많은 계산 시간을 요구한다. 그러나 제안 방법은 지역적 음함수 곡면 맞춤 기법을 이용하여 모델의 꼭지점에 근사된 곡면을 통해 미분 정보를 측정한다. 측정된 미분 정보를 통해 쉽게 각각의 모서리에서 제로-클로싱을 통해 특징 점을 추출하고, 곡률 방향을 따라 추출된 점들을 연결하여 특징 선을 생성한다. 여러 가지 다각형 모델에서 실험을 하였고 기존 방법보다 빠르며 높은 품질의 특징 선을 추출한다.
In this paper a new approach which combines implicit surface scheme and NURBS surface interpolation method is proposed in order to generate a complete surface model from unorganized point cloud data. In the method a base surface was generated by creating smooth implicit surface from the input point cloud data through which the actual surface would pass. The implicit surface was defined by a combination of shape functions including quadratic polynomial function, cubic polynomial functions and radial basis function using adaptive domain decomposition method. In this paper voxel data which can be extracted easily from the base implicit surface were used in order to generate rectangular net with good quality using the normal projection and smoothing scheme. After generating the interior points and tangential vectors in each rectangular region considering the required accuracy, the NURBS surface were constructed by interpolating the rectangular array of points using boundary tangential vectors which assure C$^1$ continuity between rectangular patches. The validity and effectiveness of this new approach was demonstrated by performing numerical experiments for the various types of point cloud data.
Recent times have seen the introduction of modeling technologies using implicit surface and marching cubes algorithm in the field of computer graphics. Implicit surface modeling is used to express characters or fluid. This study presents a calculation method for the density of curve skeletal primitives using parametric curve and implements an implicit surface modeling tool by utilizing Maya API. Skeletal primitives can be assembled and utilized in character modeling using the implemented modeling tool. Results could be obtained more effectively compared to existing particle-based methods.
Kinect sensor has two output data which are produced from red green blue (RGB) sensor and depth sensor, it is called color image and depth map, respectively. Although this device's prices are cheapest than the other devices for three-dimensional (3D) reconstruction, we need extra work for reconstruct a smooth 3D data and also have semantic meaning. It happened because the depth map, which has been produced from depth sensor usually have a coarse and empty value. Consequently, it can be make artifact and holes on the surface, when we reconstruct it to 3D directly. In this paper, we present a method for solving this problem by using implicit surface representation. The key idea for represent implicit surface is by using radial basis function (RBF) and to avoid the trivial solution that the implicit function is zero everywhere, we need to defined on-surface point and off-surface point. Based on our simulation results using captured face as an input, we can produce smooth 3D face and fill the holes on the 3D face surface, since RBF is good for interpolation and holes filling. Modified anisotropic diffusion is used to produced smoothed surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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