A TOPOLOGICAL APPROACH FOR MESH SIMPLIFICATION

• Main Author: ANTONIO WILSON VIEIRA
• Other Authors: HELIO CORTES VIEIRA LOPES
• Language: Portuguese
• Published: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO 2003
• Online Access: http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=4314@1; http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=4314@2

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR === Diversas aplicações, em matemática, computação gráfica, medicina, geofísica e outras áreas, têm explorado a representação de sólidos por superfícies de contorno, em particular malhas poligonais. As malhas podem aproximar com muita precisão as propriedades geométricas da superfície de contorno de um sólido e ainda guardar importantes propriedades topológicas das superfícies como gênero, bordo e conexidade. Devido à grande complexidade dessas malhas, elas são geralmente processadas em meios computacionais usando alguma estrutura de dados. Essas estruturas guardam, além da geometria da malha, informações de incidências e adjacências entre os elementos da malha e exigem uma capacidade de armazenamento e processamento em função da complexidade da malha. Apesar da evolução dos recursos computacionais disponíveis para a manipulação destas estruturas, malhas extremamente complexas com milhões de elementos inviabilizam o armazenamento, processamento e transmissão de sua estrutura de dados nos meios computacionais. Muitas pesquisas recentes estão voltadas para a obtenção de processos de simplificação de malhas que permitam representar a mesma superfície com menos elementos na estrutura de dados e processos de compressão que codifiquem os modelos em formatos menores para efeitos de transmissão e armazenamento em mídia. Neste trabalho, desenvolvemos operadores, em uma estrutura de dados compacta, para a simplificação de malhas através da decimação de células da superfície. Objetivamos, com esses operadores, obter uma malha menos complexa que preserve as propriedades topológicas da superfície original e ainda, controlar as propriedades geométricas como volume, área e aspecto visual da mesma. Apresentamos ainda algumas aplicações para os processos de simplificação desenvolvidos com esses operadores. === Many applications, in mathematics, computer graphics, medical imaging, geophysics and others, have used the representation of solids by their boundary surface, usually polygonal meshes. Those meshes can represent, with high precision, the geometric properties of the boundary surface of solid and also store important topological surface properties as genus, boundary and connected components. Because of the high complexity of such meshes, they are usually processed by the computers using specific data structures. These structures store, beyond the mesh geometry, information about incidence and adjacency relations among the mesh elements. They require computational resources for storage and processing according to the mesh complexity. Even with the development of the computational resources available for handling such structures, very large meshes with millions of elements are hard to store, to process and to exchange through the web. Many recent researches are looking for mesh simplification process that allows to represent the same surface with fewer elements and compression process to encode it in compact ways for transmition and storage. In this work, we develop topological operators, in a concise data structure, for simplifying meshes by the decimation of its cells. One of our goals, with these operators, is to obtain a mesh with a low complexity that preserves the topological properties from the original surface without loosing the control of the geometric proprieties as volume, area and visual aspect.