論文の概要: Flexible Isosurface Extraction for Gradient-Based Mesh Optimization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.05371v1
• Date: Thu, 10 Aug 2023 06:40:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-11 13:28:35.566265
• Title: Flexible Isosurface Extraction for Gradient-Based Mesh Optimization
• Title（参考訳）: 勾配型メッシュ最適化のためのフレキシブルイソサーフェス抽出
• Authors: Tianchang Shen, Jacob Munkberg, Jon Hasselgren, Kangxue Yin, Zian Wang, Wenzheng Chen, Zan Gojcic, Sanja Fidler, Nicholas Sharp, Jun Gao
• Abstract要約: 本研究では、勾配に基づくメッシュ最適化について考察し、スカラー場の等曲面として表現することで、3次元表面メッシュを反復的に最適化する。 我々は、幾何学的、視覚的、あるいは物理的目的に対して未知のメッシュを最適化するために特別に設計された、異面表現であるFlexiCubesを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 65.76362454554754
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: This work considers gradient-based mesh optimization, where we iteratively optimize for a 3D surface mesh by representing it as the isosurface of a scalar field, an increasingly common paradigm in applications including photogrammetry, generative modeling, and inverse physics. Existing implementations adapt classic isosurface extraction algorithms like Marching Cubes or Dual Contouring; these techniques were designed to extract meshes from fixed, known fields, and in the optimization setting they lack the degrees of freedom to represent high-quality feature-preserving meshes, or suffer from numerical instabilities. We introduce FlexiCubes, an isosurface representation specifically designed for optimizing an unknown mesh with respect to geometric, visual, or even physical objectives. Our main insight is to introduce additional carefully-chosen parameters into the representation, which allow local flexible adjustments to the extracted mesh geometry and connectivity. These parameters are updated along with the underlying scalar field via automatic differentiation when optimizing for a downstream task. We base our extraction scheme on Dual Marching Cubes for improved topological properties, and present extensions to optionally generate tetrahedral and hierarchically-adaptive meshes. Extensive experiments validate FlexiCubes on both synthetic benchmarks and real-world applications, showing that it offers significant improvements in mesh quality and geometric fidelity.
• Abstract（参考訳）: グラデーションに基づくメッシュ最適化について考察し、スカラー場の等曲面として表現することで、3次元表面メッシュを反復的に最適化する。 既存の実装では、マーチングキューブやデュアルコントーリングのような古典的な等面抽出アルゴリズムが採用されており、これらの手法は固定された既知のフィールドからメッシュを抽出するように設計されている。 我々は,幾何学的,視覚的,あるいは物理的目的に関して未知のメッシュを最適化するために特別に設計された等表面表現であるflexicubesを紹介する。 我々の主な洞察は、抽出されたメッシュ形状と接続性に対する局所的なフレキシブルな調整を可能にする、追加の綿密なパラメータを表現に導入することである。 これらのパラメータは、下流タスクを最適化する際に自動的に微分することで、基礎となるスカラーフィールドと共に更新される。 我々は,2重マーチングキューブをベースとして位相特性を改良し,四面体および階層的適応メッシュを任意に生成する拡張を提案する。 大規模な実験は、FlexiCubesを合成ベンチマークと実世界のアプリケーションの両方で検証し、メッシュの品質と幾何学的忠実性に大きな改善をもたらすことを示した。

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