[pt] REVISITANDO O MARCHING CUBES 33: GARANTIAS TOPOLÓGICAS E QUALIDADE DA MALHA

[en] REVISITING MARCHING CUBES 33: TOPOLOGICAL GUARANTEES AND MESH QUALITY

[pt] LIS INGRID ROQUE LOPES CUSTODIO

[pt] EXTRACAO DE ISOSUPERFICIES

[pt] GARANTIAS TOPOLOGICAS

[pt] INTERPOLACAO TRILINEAR

[pt] MARCHING CUBES

[en] ISOSURFACE EXTRACTION

[en] TOPOLOGICAL GUARANTEES

[en] TRILINEAR INTERPOLATION

[en] MARCHING CUBES

[pt] O Marching Cubes 33 proposto por Chernyaev é um dos primeiros algoritmos de extração de isosuperfície destinados a preservar a topologia do interpolante trilinear. Neste trabalho, abordamos três problemas no algoritmo do Marching Cubes 33, dois dos quais estão relacionados com a sua descrição original. Em particular, resolvemos um problema no procedimento para resolver ambiguidades interiores do Marching Cubes 33, que impede que a isosuperfície seja extraída corretamente para o caso ambíguo 13.5. O algoritmo Marching Cubes é considerado simples, robusto e com baixo custo computacional, características que contribuíram para torná-lo popular entre os algoritmo de extração de isosuperfícies. Porém no que se refere a qualidade da triangulação da malha resultante, não raramente observamos um grande número de triângulos finos (triângulos com ângulos pequenos) e até mesmo degenerados (triângulos com área zero). Buscando unir à coerência topológica uma melhor qualidade na triangulação gerada, propomos uma extensão da tabela de triangulação proposta por Chernyaev, de modo que os vértices da grade passem a fazer parte da triangulação, eliminando assim a possibilidade de geração de triângulos degenerados. Esta nova tabela é utilizada para evitar a criação de triângulos finos, através de pequenas alterações do campo escalar nos vértices da grade.

[en] Chernyaev s Marching Cubes 33 is one of the first isosurface extraction algorithms intended to preserve the topology of the trilinear interpolant. In this work, we address three issues in the Marching Cubes 33 algorithm, two of which are related to its original description. In particular, we solve a problem with the core disambiguation procedure of Marching Cubes 33 that prevents the extraction of topologically correct isosurfaces for the ambiguous configuration 13.5 thus fixing the original formulation of the algorithm. The Marching Cubes algorithm is considered simple, robust and with low computational cost, characteristics that contributed to make it the most popular algorithm for isosurfaces extraction. However, regarding the quality of the resulting mesh, frequently it is possible to observe a large number of badly-shaped triangles (triangles with small angles) and even degenerate (triangles with zero area) ones. Seeking to unite a better triangulation quality of the resulting mesh to the topological consistency, we propose an extension of the triangulation table proposed by Chernyaev, so that the vertices of the grid become part of the triangulation generated, thus eliminating the possibility of generation of degenerate triangles. This new table is used to avoid the creation of badly-shaped triangles via small changes of the scalar field on the vertices of the grid.

SINESIO PESCO

CLAUDIO SILVA

SINESIO PESCO

DIRCE UESU PESCO

MARCOS CRAIZER

HELIO CORTES VIEIRA LOPES

WALDEMAR CELES FILHO

ESDRAS SOARES DE MEDEIROS FILHO

TIAGO ETIENE DE QUEIROZ

CLAUDIO SILVA

2021-12-16

2014-02-10

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56587@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56587@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56587