Remallado poligonal aniso trópico con base en la geometría y dinámica del rostro humano

Abstract

En el proceso de modelado geométrico tridimensional, las mallas poligonales de superfiie son definitivas para lograr representar formas, mejorando la interpretación de los objetos modelados. Estas mallas son generadas a partir de la \nube de puntos", resultado de la adquisición de un sistema estéreo o dispositivos de digitalización 3D. A pesar de que este proceso puede ser realizado de forma manual, la triangulación aleatoria es una herramienta que en los últimos a~nos ha tenido un uso intensivo en diferentes áreas de la informática gráfia y procesamiento geométrico. Desafortunadamente, estos procesos automáticos son propensos a errores, a menudo realizan sobremuestreo y contienen muchos vértices redundantes. Adicionalmente, las mallas iniciales son demasiado complejas y pesadas, lo que hace tedioso procesos como: animaciones, edición de forma, simulación numérica, eliminación de ruido, suavizado, entre otros. Para corregir estos errores se desarrollaron técnicas conocidas como remallado que buscan modifiar la malla inicial para adaptarla a la aplicación específica. El objetivo de este trabajo es implementar una técnica de remallado especializado en el rostro humano, cuyo propósito es reducir la malla inicial en caras y vértices, manteniendo las características propias de la anatomía humana; para lo cual se utilizó la información de curvatura que destaca la anisotropía intrínseca de geometría natural o de origen humano. Como resultado se obtuvieron mallas anisotrópicas poligonales compuestas principalmente por cuadriláteros con menos del 50% de los puntos y caras de la malla inicial, que mantienen las características anatómicas para modelos del rostro en expresión neutra, asimismo en rostros con expresiones de alegría, enojo, repugnancia, miedo, sorpresa y tristeza.

Abstract. In the process of three-dimensional geometric modeling, polygonal surface meshes are decisive in order to render shapes, improving the interpretation of the modeled objects. These meshes are generated from the \ point cloud", resulting from the acquisition of a stereo system or 3D scanning devices. Notwithstanding this process can be done manually, random triangulation is a tool that in recent years has had intensive use in diferent areas of computer graphics and geometry processing . Unfortunately, these automatic processes are prone to errors , frequently perform oversampling and contain many redundant vertices. Additionally, the initial mesh is (are) too complex and heavy , which leads to make tedious processes such as animation, editing form , numerical simulation, noise removal, smoothing, among others. In order to correct these errors, were developed some techniques known as Remeshing seeking to modify the initial mesh to adapt it to the specifi application. The objective of this work is to implement a specialized technique remeshing on the human face , which aims to reduce the initial mesh on faces and vertices , keeping the own characteristics of human anatomy , for which was used the curvature information that highlights the intrinsic anisotropy of natural or human origin geometry. As a result, were obtained anisotropic polygonal meshes mainly composed of quadrilaterals with less than 50% of points and faces of the initial mesh, which maintains the anatomical features for face models in neutral expression , also in faces with expressions of joy, anger, repugnance , fear, surprise and sadness.