OpenVolMesh: 삼차원 볼륨 기반의 메쉬 표현을 위한 범용적이고 효과적인 자료 구조

국문 초록 (Abstract)

메쉬는 삼차원 물체를 표현하기 위해 가장 널리 쓰이는 자료구조 중 하나이다. 지금까지 메쉬 자료구조로는 주어진 삼차원 물체의 표면 상의 정보만을 샘플링하는 표면 메쉬가 널리 쓰였다. 그러나, 컴퓨터의 처리능력이 향상됨에 따라, 콘텐츠 개발시 물체의 내부 정보까지 계산할 수 있는 볼륨 메쉬의 필요성이 점점 증대되고 있는 추세이다. 본 논문에서는 반면 (half-face) 자료구조 기반의 새로운 삼차원 볼륨 메쉬 라이브러리인 OpenVolMesh를 제안하고, 그 디자인과 구현에 관하여 기술한다. 제안하는 OpenVolMesh는 세계적으로 널리 쓰이고 있는 표면 메쉬 라이브러리인 OpenMesh 위에 볼륨 메쉬를 다룰 수 있는 자료구조를 추가하는 방식으로 디자인하였다. OpenVolMesh는 제네릭 프로그래밍 (generic programming), 메쉬 구성요소에 대한 동적속성 할당 (primitive property), 배열 기반의 자료구조 등을 지원하며, OpenMesh와 소스레벨에서의 호환성을 제공한다. 볼륨 메쉬 스무딩 및 CW-셀 분할과 같은 적용사례를 통해 OpenVolMesh 가 삼차원 볼륨 기반의 콘텐츠 개발에 효과적으로 쓰일 수 있음을 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Meshes are the most appropriate data structures for representing 3D geometries. Surface meshes have been frequently used for representing 3D geometries, which only samples data on the surfaces of the given 3D geometries. Thanks to the improvements of computing powers, it is required to develop more complicated contents which utilize the volumetric information of 3D geometries. In this paper, we introduce a novel volumetric mesh libraries based on the half-face data structure, called OpenVolMesh, and describe its designs and implementations. The OpenVolMesh extends the OpenMesh, which is one of the most famous mesh libraries, by supporting volumetric meshes. The OpenVolMesh provides the generic programming, dynamic allocations of primitive properties, efficient array-based data structures, and source-level compatibility with OpenMesh. We show the usefulness of the OpenVolMesh in the developments of 3D volumetric contents with prototypic implementations such as volumetric mesh smoothing and CW-cell decompositions.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 배경 지식 및 이전 연구
• Ⅲ. OpenVolMesh
• Ⅳ. 적용 사례
• Ⅴ. 결론
• 참고문헌
• 저자소개

참고문헌 (Reference)

1 P. Alliez, "Variational Tetrahedral Meshing" 617-625, 2005

2 K. Lutz, "Using Generic Programming for Designing a Data Structure for Polyhedral Surfaces" 1998

3 M. Botsch, "OpenMesh - a generic and efficient polygon mesh data structure" 2002

4 K. Weiler, "Edge-based Data Structures for Solid Modeling in Curved-Surface Environments" 5 (5): 21-40, 1985

5 W. Sweldens, "Digital Geometry Processing" 2001

6 A. Hatcher, "Algebraic Topology" Cambridge University Press 2001

7 G. Taubin, "A Signal Processing Approach to Fair Surface Design" 351-358, 1995