비정렬 3차원 측정점으로부터의 표면 재구성을 위한 경계면 축소포장 알고리즘

Shrink-Wrapped Boundary Face Algorithm for Surface Reconstruction from Unorganized 3D Points

  • 최영규 (한국기술교육대학교 정보기술공학부) ;
  • 구본기 (한국전자통신연구원 디지털콘텐츠연구단 CG기반기술) ;
  • 진성일 (경북대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • 발행 : 2004.10.01

초록

정렬되지 않은 3차원 측정점들로부터 이들을 근사하는 표면을 재구성하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 경계면 축소포장 방식에 의한 표면 재구성 방법(shrink-wrapped boundary face: SWBF) 으로, 측정점으로부터 경계셀과 경계면을 구해 초기 메쉬를 생성하고 이를 연속적으로 축소하는 방식에 의해 표면을 재구성한다. 제안된 방법은 기존의 표면 축소포장 방식의 메쉬 생성 방법의 문제점인 물체의 토폴로지에 대한 제약이 없이 어떠한 형태의 표면 재구성에도 적용이 가능하며, 기존 방법이 축소 단계에서 각 메쉬 정점에 대한 최단거리 측정점을 찾는 전역 탐색을 해야 하는데 비해 지역 탐색만으로 최적의 측정점을 찾을 수 있으므로 처리 시간 측면에서도 우월하다. 실험을 통해 제안된 표면 재구성 알고리즘이 측정점들간의 관계를 알 수 없는 정렬되지 않은 3차원 점들에 대한 표면 재구성에 매우 안정적이고 효과적임을 확인할 수 있었다.

A new surface reconstruction scheme for approximating the surface from a set of unorganized 3D points is proposed. Our method, called shrink-wrapped boundary face (SWBF) algorithm, produces the final surface by iteratively shrinking the initial mesh generated from the definition of the boundary faces. Proposed method surmounts the genus-0 spherical topology restriction of previous shrink-wrapping based mesh generation technique, and can be applicable to any kind of surface topology. Furthermore, SWBF is much faster than the previous one since it requires only local nearest-point-search in the shrinking process. According to experiments, it is proved to be very robust and efficient for mesh generation from unorganized points cloud.

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참고문헌

  1. B. Curless and M. Levay, 'A volumetric method for building complex models from range images,' In Computer Graphics(SIGGRAPH '96 Proceedings), pp. 303-312, August 1996
  2. Cyberware co., 'WB4 Whole Body Color 3D Scanner,' www.cyberware.com
  3. 최영규, 구본기, 최병태, '인체 모델 생성을 위한 등고선 삼각분할 기반의 3차원 전신 스캐너 개발', 정보과학회논문지 30권, 7-8호, pp. 397-407, 2003년 8월
  4. W.E. Lorensen and H. E. Cline, 'Marching cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm,' In Computer Graphics(SIGGRAPH 87 Proceedings), volume 21, pages 163-169, July 1987 https://doi.org/10.1145/37402.37422
  5. 최영규, 이의택, '의료영상 가시화를 위한 셀 경계 방식 체적 재구성 방법,' 정보과학회논문지 27권, 3호, pp. 235-244, 2000년 3월
  6. Y. K. Choi, 'Surface reconstruction from a set of wire-frame contours,' Ph.D thesis. Korea Advanced Institute of Science and Education, 1995
  7. Y. K. Choi, 'Band partitioning algorithm for surface reconstruction from planar contours,' Electronics Letters, Vol. 35, No. 20, pp. 1713-1714, Sep, 1999 https://doi.org/10.1049/el:19991216
  8. H. Hoppe, T. DeRose, T. Duchamp, J. McDonald, and W. Stuetzle, 'Surface reconstruction from unorganized points,' In Computer Graphics (SIGGRAPH '92 Proceedings), pp. 71-78, July 1992
  9. L. Kobbelt, J. Vorsatz, U. Labsik, and H. Seidel. 'A shrink wrapping approach to remeshing polygonal surfaces,' In Computer Graphics Forum, Proceedings of Eurographics '99, volume 18, 3, pp. 119-129, September 1999 https://doi.org/10.1111/1467-8659.00333
  10. W. Jeong, and C. Kim 'Direct reconstruction of displaced subdivision surface from unorganized points,' in Journal of Graphical Models, Volume 64, Issue 2, pp. 78-93, March 2002