3D printing of surfaces has become an established method for prototyping and visualisation. However, surfaces often contain certain degenerations, such as self-intersecting faces or non-manifold parts, which pose problems in obtaining a 3D printable file. Therefore, it is necessary to examine these degenerations beforehand. Surfaces in three-dimensional space can be represented as embedded simplicial complexes describing a triangulation of the surface. We use this combinatorial description, and the notion of embedded simplicial surfaces (which can be understood as well-behaved surfaces) to give a framework for obtaining 3D printable files. This provides a new perspective on self-intersecting triangulated surfaces in three-dimensional space. Our method first retriangulates a surface using a minimal number of triangles, then computes its outer hull, and finally treats non-manifold parts. To this end, we prove an initialisation criterion for the computation of the outer hull. We also show how symmetry properties can be used to simplify computations. Implementations of the proposed algorithms are given in the computer algebra system GAP4. To verify our methods, we use a dataset of self-intersecting symmetric icosahedra. Exploiting the symmetry of the underlying embedded complex leads to a notable speed-up and enhanced numerical robustness when computing a retriangulation, compared to methods that do not take advantage of symmetry.


翻译:三维打印曲面已成为原型制作和可视化的一种成熟方法。然而,曲面通常包含某些退化特征,例如自相交面或非流形部分,这些特征在获取可三维打印文件时会造成问题。因此,有必要预先检查这些退化特征。三维空间中的曲面可表示为描述曲面三角剖分的嵌入单纯复形。我们利用这种组合描述以及嵌入单纯曲面(可理解为行为良好的曲面)的概念,建立了一个获取三维可打印文件的框架。这为理解三维空间中自相交三角剖分曲面提供了新的视角。我们的方法首先使用最少数量的三角形对曲面进行重新三角剖分,然后计算其外凸壳,最后处理非流形部分。为此,我们证明了外凸壳计算的初始化准则。我们还展示了如何利用对称性来简化计算。所提出算法的实现在计算机代数系统GAP4中给出。为验证我们的方法,我们使用了自相交对称二十面体的数据集。与未利用对称性的方法相比,在计算重新三角剖分时,利用底层嵌入复形的对称性可显著提高计算速度并增强数值鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Learning Embedding Adaptation for Few-Shot Learning
Arxiv
17+阅读 · 2018年12月10日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员