Outils de base pour l'extraction de caractéristiques de surfaces numérisées

Philippe Veron (1) , David Lesage (2) , Jean-Claude Léon (2)

1 LSIS- INSM - Laboratoire des Sciences de l'Information et des Systèmes : Ingénierie Numérique des Systèmes Mécaniques
2 3S - Laboratoire Sols, Solides, Structures

La construction d'une surface paramétrique à partir de données issues de la numérisation d'un objet réel est une étape longue et fastidieuse pour l'utilisateur. La difficulté principale de ce processus réside dans la décomposition de la surface de l'objet en carreaux comportant, de préférence, quatre côtés. La segmentation la plus naturelle pour l'utilisateur est une décomposition supportée par des lignes caractéristiques de la surface (arêtes vives, lignes de changement de courbure,...). En effet, l'utilisation de ces propriétés permet d'obtenir une décomposition représentative des caractéristiques géométriques de la surface. Les algorithmes développés utilisent un modèle polyédrique. La technique proposée repose sur des approximations de courbures faites sur les entités (sommets et arêtes) du polyèdre pour extraire, dans un premier temps, les "arêtes vives" et, par la suite, une première segmentation de la surface. Les "arêtes vives" sont identifiées par un algorithme basé sur des critères appelés invariants de courbures discrètes. Ces critères sont calculés pour chaque sommet et arête du polyèdre. Ils sont à rapprocher des approximations de courbures discrètes classiques, mais ils définissent la "forme" d'une surface au voisinage d'un sommet ou d'une arête. Le principe d'extraction consiste alors à sélectionner un ensemble ordonné d'arêtes vérifiant certaines propriétés géométriques. Chaque partition (ensemble connecté de faces) est une zone de la surface ayant une courbure locale plus ou moins constante. Les partitions sont identifiées grâce à une technique de propagation de fronts. Les faces adjacentes au front sont insérées dans celui-ci si les approximations de courbures calculées sur leurs sommets vérifient les critères de l'algorithme. Les "arêtes vives" préalablement extraites permettent de prendre en compte des discontinuités de courbures qui constituent des contraintes complémentaires pour la propagation de chaque front.

Mots clés: Ingénierie inverse (rétro-conception); Segmentation de surfaces; Reconstruction; Approximations de courbures discrètes; Modèles polyédriques; Maillage

Domaines: Ingénierie assistée par ordinateur

Philippe Veron, David Lesage, Jean-Claude Léon. Outils de base pour l'extraction de caractéristiques de surfaces numérisées. Revue Internationale de CFAO et d'Informatique Graphique, 1998, 13 (4,5,6), pp.1-21. ⟨hal-01101489⟩