Explicit surface reconstruction aims to generate a surface mesh that exactly interpolates a given point cloud. This requirement is crucial when the point cloud must lie non-negotiably on the final surface to preserve sharp features and fine geometric details. However, the task becomes substantially challenging with low-quality point clouds, due to inherent reconstruction ambiguities compounded by combinatorial complexity. A previous method using filmsticking technique by iteratively compute restricted Voronoi diagram to address these issues, ensures to produce a watertight manifold, setting a new benchmark as the state-of-the-art (SOTA) technique. Unfortunately, RVD-based filmsticking is inability to interpolate all points in the case of deep internal cavities, resulting in very likely is the generation of faulty topology. The cause of this issue is that RVD-based filmsticking has inherent limitations due to Euclidean distance metrics. In this paper, we extend the filmsticking technique, named Filmsticking++. Filmsticking++ reconstructing an explicit surface from points without normals. On one hand, Filmsticking++ break through the inherent limitations of Euclidean distance by employing a weighted-distance-based Restricted Power Diagram, which guarantees that all points are interpolated. On the other hand, we observe that as the guiding surface increasingly approximates the target shape, the external medial axis is gradually expelled outside the guiding surface. Building on this observation, we propose placing virtual sites inside the guiding surface to accelerate the expulsion of the external medial axis from its interior. To summarize, contrary to the SOTA method, Filmsticking++ demonstrates multiple benefits, including decreases computational cost, improved robustness and scalability.


翻译:显式表面重建旨在生成一个精确插值给定点云的表面网格。当点云必须无条件地位于最终表面上以保留尖锐特征和精细几何细节时,这一要求至关重要。然而,对于低质量点云,由于固有的重建模糊性及组合复杂性,该任务变得极具挑战性。先前一种方法采用薄膜贴合技术,通过迭代计算受限Voronoi图来解决这些问题,确保生成水密流形,并树立了最先进技术的新基准。遗憾的是,基于受限Voronoi图的薄膜贴合在存在深内部空腔时无法插值所有点,极有可能导致错误拓扑的生成。此问题的根源在于基于受限Voronoi图的薄膜贴合受限于欧氏距离度量的固有缺陷。本文中,我们扩展了薄膜贴合技术,命名为Filmsticking++。Filmsticking++能够从无法向量的点云重建显式表面。一方面,Filmsticking++通过采用基于加权距离的受限Power图,突破了欧氏距离的固有局限,从而保证所有点均被插值。另一方面,我们观察到随着引导表面逐渐逼近目标形状,外部中轴会逐步被排至引导表面之外。基于此观察,我们提出在引导表面内部放置虚拟站点,以加速外部中轴从其内部排出。总而言之,与最先进方法相比,Filmsticking++展现出多重优势,包括降低计算成本、提升鲁棒性与可扩展性。

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