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A method and system for enforcing smoothness constraints on surface meshes from a graph convolutional neural network

Concepts associés (21)

Un en ou maillage est un objet tridimensionnel constitué de sommets, d'arêtes et de faces organisés en polygones sous forme de fil de fer dans une infographie tridimensionnelle. Les faces se composent généralement de triangles, de quadrilatères ou d'autres polygones convexes simples, car cela simplifie le rendu. Les faces peuvent être combinées pour former des polygones concaves plus complexes, ou des polygones avec des trous. L'étude des en fait partie importante de l'infographie tridimensionnelle.

Surface de subdivision

Dans le domaine de la CAO et des mathématiques, les surfaces de subdivision sont une façon de créer des surfaces lisses développant de plus en plus un maillage linéaire par morceaux. La surface lisse finale, peut être calculée comme la limite du procédé itératif de subdivision de chaque face polygonales en un sous-ensemble de faces approchant mieux la surface lisse finale. Les procédés de subdivision sont par nature des algorithmes récursifs. La méthode débute à partir d'un maillage (ou mesh) donné.

Types of mesh

A mesh is a representation of a larger geometric domain by smaller discrete cells. Meshes are commonly used to compute solutions of partial differential equations and render computer graphics, and to analyze geographical and cartographic data. A mesh partitions space into elements (or cells or zones) over which the equations can be solved, which then approximates the solution over the larger domain. Element boundaries may be constrained to lie on internal or external boundaries within a model.

Mesh generation

Mesh generation is the practice of creating a mesh, a subdivision of a continuous geometric space into discrete geometric and topological cells. Often these cells form a simplicial complex. Usually the cells partition the geometric input domain. Mesh cells are used as discrete local approximations of the larger domain. Meshes are created by computer algorithms, often with human guidance through a GUI , depending on the complexity of the domain and the type of mesh desired.

Trois dimensions

Trois dimensions, tridimensionnel ou 3D sont des expressions qui caractérisent l'espace qui nous entoure, tel que perçu par notre vision, en ce qui concerne la largeur, la hauteur et la profondeur. Le terme « 3D » est également (et improprement) utilisé (surtout en anglais) pour désigner la représentation en (numérique), le relief des images stéréoscopiques ou autres , et même parfois le simple effet stéréophonique, qui ne peut par construction rendre que de la 2D (il ne s'agit donc que du calcul des projections perspectives, des ombrages, des rendus de matières).

Vertex (computer graphics)

A vertex (plural vertices) in computer graphics is a data structure that describes certain attributes, like the position of a point in 2D or 3D space, or multiple points on a surface. 3D models are most often represented as triangulated polyhedra forming a triangle mesh. Non-triangular surfaces can be converted to an array of triangles through tessellation. Attributes from the vertices are typically interpolated across mesh surfaces. The vertices of triangles are associated not only with spatial position but also with other values used to render the object correctly.

Surface triangulation

Triangulation of a surface means a net of triangles, which covers a given surface partly or totally, or the procedure of generating the points and triangles of such a net of triangles. This article describes the generation of a net of triangles. In literature there are contributions which deal with the optimization of a given net. Surface triangulations are important for visualizing surfaces and the application of finite element methods.

Surface

A surface, as the term is most generally used, is the outermost or uppermost layer of a physical object or space. It is the portion or region of the object that can first be perceived by an observer using the senses of sight and touch, and is the portion with which other materials first interact. The surface of an object is more than "a mere geometric solid", but is "filled with, spread over by, or suffused with perceivable qualities such as color and warmth".

Winged edge

In computer graphics, the winged edge data structure is a way to represent polygon meshes in computer memory. It is a type of boundary representation and describes both the geometry and topology of a model. Three types of records are used: vertex records, edge records, and face records. Given a reference to an edge record, one can answer several types of adjacency queries (queries about neighboring edges, vertices and faces) in constant time. This kind of adjacency information is useful for algorithms such as subdivision surface.

Espace à quatre dimensions

frame|L'équivalent en quatre dimensions du cube est le tesseract. On le voit ici en rotation, projeté dans l'espace usuel (les arêtes représentées comme des tubes bleus sur fond noir).|alt=Animation d'un tesseract (les arêtes représentées comme des tubes bleus sur fond noir). En mathématiques, et plus spécialement en géométrie, l'espace à quatre dimensions (souvent abrégé en 4D ; on parlera par exemple de rotations en 4D) est une extension abstraite du concept de l'espace usuel vu comme espace à trois dimensions : tandis que l'espace tridimensionnel nécessite la donnée de trois nombres, appelés dimensions, pour décrire la taille ou la position des objets, l'espace à quatre dimensions en nécessite quatre.

Computer representation of surfaces

In technical applications of 3D computer graphics (CAx) such as computer-aided design and computer-aided manufacturing, surfaces are one way of representing objects. The other ways are wireframe (lines and curves) and solids. Point clouds are also sometimes used as temporary ways to represent an object, with the goal of using the points to create one or more of the three permanent representations. If one considers a local parametrization of a surface: then the curves obtained by varying u while keeping v fixed are coordinate lines, sometimes called the u flow lines.

Dimension

Le terme dimension, du latin dimensio « action de mesurer », désigne d’abord chacune des grandeurs d’un objet : longueur, largeur et profondeur, épaisseur ou hauteur, ou encore son diamètre si c'est une pièce de révolution. L’acception a dérivé de deux façons différentes en physique et en mathématiques. En physique, la dimension qualifie une grandeur indépendamment de son unité de mesure, tandis qu’en mathématiques, la notion de dimension correspond au nombre de grandeurs nécessaires pour identifier un objet, avec des définitions spécifiques selon le type d’objet (algébrique, topologique ou combinatoire notamment).

Geometry processing

Geometry processing, or mesh processing, is an area of research that uses concepts from applied mathematics, computer science and engineering to design efficient algorithms for the acquisition, reconstruction, analysis, manipulation, simulation and transmission of complex 3D models. As the name implies, many of the concepts, data structures, and algorithms are directly analogous to signal processing and .

Surface (topology)

In the part of mathematics referred to as topology, a surface is a two-dimensional manifold. Some surfaces arise as the boundaries of three-dimensional solid figures; for example, the sphere is the boundary of the solid ball. Other surfaces arise as graphs of functions of two variables; see the figure at right. However, surfaces can also be defined abstractly, without reference to any ambient space. For example, the Klein bottle is a surface that cannot be embedded in three-dimensional Euclidean space.

Détermination des surfaces cachées

Dans une image 3D générée par ordinateur, la détermination des surfaces cachées est le processus utilisé pour déterminer si une surface est visible d'un point de vue donné. Un algorithme de détermination des surfaces cachées est une solution au problème de visibilité, qui est l'un des problèmes majeurs de la 3D générée par ordinateur. La détermination des surfaces cachées est nécessaire au rendu correct d'une image, les éléments invisibles ne devant pas être dessinés.

Surface area

The surface area (symbol A) of a solid object is a measure of the total area that the surface of the object occupies. The mathematical definition of surface area in the presence of curved surfaces is considerably more involved than the definition of arc length of one-dimensional curves, or of the surface area for polyhedra (i.e., objects with flat polygonal faces), for which the surface area is the sum of the areas of its faces. Smooth surfaces, such as a sphere, are assigned surface area using their representation as parametric surfaces.

Primitive (modélisation)

vignette|Primitives communes en 2D (triangle, rectangle, ellipse, droite, polygone) Dans le vocabulaire de la 3D, les primitives sont des formes géométriques de base, pouvant être créées sur demande par le logiciel, mathématiquement parfaites car régies par des formules mathématiques (par opposition aux objets dits « maillés »). Les formes pouvant être générées sont les suivantes (liste non exhaustive, différente selon les logiciels) : Sphère Cube Cylindre Plan Pyramide Cône Tore Théière de l'Utah Les primitives existent également en 2D.

Surface implicite

Représentation projective

En mathématiques, plus précisément en théorie des représentations, une représentation projective d'un groupe sur un espace vectoriel est un homomorphisme du groupe dans le groupe projectif linéaire . Soit un groupe, un corps et un -espace vectoriel. désigne le groupe général linéaire de . On note le centre de ; il est isomorphe à . est par définition le groupe quotient : . Il existe deux définitions équivalentes d'une représentation projective de sur : un morphisme ; une application telle qu'il existe une fonction , vérifiant : .

Parametric surface

A parametric surface is a surface in the Euclidean space which is defined by a parametric equation with two parameters . Parametric representation is a very general way to specify a surface, as well as implicit representation. Surfaces that occur in two of the main theorems of vector calculus, Stokes' theorem and the divergence theorem, are frequently given in a parametric form. The curvature and arc length of curves on the surface, surface area, differential geometric invariants such as the first and second fundamental forms, Gaussian, mean, and principal curvatures can all be computed from a given parametrization.