확장된 이차오차 척도를 이용한 개선된 메쉬 간략화

Abstract

최근 복잡한 3차원 모델의 활용 범위가 확대됨에 따라 메쉬 모델의 간략화에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 기존의 모델 간략화 과정에서 널리 사용되는 모델의 정점에 대한 위치 정보에 근거한 기하 정보 기반의 간략화 방법에 모델의 속성 정보를 동시에 이용한 새로운 간략화 방법을 제시한다. 대부분의 3차원 메쉬 모델의 정보에는 기하 정보뿐만 아니라 모델의 색상, 질감, 그리고 곡률 등과 같은 속성 정보가 포함되며, 기존의 간략화 방법은 통상적으로 기하학적 정보나 속성 정보를 개별적으로 적용하여 메쉬를 간략화 한다. 본 논문에서 제시된 간략화 방법은 모델의 기하학 정보와 속성 정보를 동시에 적용하여 메쉬 간략화를 수행하였다. 특히 본 논문에서는 메쉬의 간략화에 상대적으로 수행 시간과 충실도에 장점을 지닌 이차 오차 척도(quadric error metric)를 확장하여 일반적인 기하학적 정보에 속성 정보를 추가하였다. 따라서, 제안된 메쉬 간략화 방법은 기하 정보기반으로 간략화를 수행하는 이차 오차 척도에 속성 정보가 추가된 간단한 이차식으로 확장하여 표현할 수 있다. 이는 기하 정보만을 이용하였을 때의 이차식의 공간 차수를 m=0으로 두었을 때 추가된 속성 정보의 특성에 따라 차수를 확장 함(m>0)으로서 계산이 가능하다. 실험 결과, 제안된 방법에 의한 모델의 간략화 결과를 원 모델과 비교 시 기하 정보만을 이용한 기존의 간략화 방법의 수행 결과에 비하여 모델의 전체적인 외형 등 특성 정보의 충실도가 높다는 것을 입증할 수 있었다. Recently, the studies for mesh simplification have been increased according to the application area of the complicate 3D mesh models has been expanded. This paper introduces a novel method for mesh simplification which uses the properties of the mesh model in addition to the geometric locations of the model. The information of the 3D mesh model Includes surface properties such as color, texture, and curvature information as well as geometic information of the model. The most of current simplification methods adopt such geometric information and surface properties individually for mesh simplification. However, the proposed simplification method combines the geometric information and solace properties and applies them to the simplification process simultaneously. In this paper, we exploit the extended geometry based quadric error metric(QEM) which relatively allows fast and accurate geometric simplification of mesh. Thus, the proposed mesh simplification utilizes the quadric error metric based on geometric information and the surface properties such as color, normal, and texture. The proposed mesh simplification method can be expressed as a simple quadric equation which expands the quadric error metric based on geometric information by adding surface properties such as color, normal, and texture. From the experimental results, the simplification of the mesh model based on the proposed method shows the high fidelity to original model in some respects such as global appearance rather than using current geometry based simplification.