Extracción de Esqueleto por Contracción de Mallado con Asignación Automática de Pesos

Abstract

En este trabajo se propone un método para realizar la extracción del esqueleto de un objeto tridimensionaldefinido por una malla geométrica. La propuesta se basa en una investigación previa que utiliza el suavizado laplacianopara contraer un modelo hasta formar su esqueleto curvo. En esta, se evalúan un conjunto de modificaciones paraincrementar su eficiencia. Los cambios planteados, se basan en pruebas aplicadas que determinaron la combinaciónóptima entre: la selección del método de resolución del sistema de ecuaciones que determina la contracción del malladoy, el algoritmo de permutaciones que se utiliza en conjunción a él. Debido a la naturaleza paralela de las fases quecomponen el algoritmo, la solución es desarrollada tanto en CPU como en GPU, utilizando la arquitectura propietariade NVIDIA, CUDA. Además, se complementa el algoritmo original con un conjunto de etapas posteriores que adaptanel esqueleto resultante para su uso directo en aplicaciones de diseño 3D, permitiendo deformar y realizar animacionesal modelo original a partir del esqueleto generado. Finalmente, se compara la eficiencia del algoritmo propuesto contrael original, procesando objetos tridimensionales con distinto conteo de polígonos y características topológicas. Comoresultado, la implementación desarrollada en CPU es 1.7 veces más rápida que el método original y la desarrollada enGPU es 5.4 veces más rápida, donde esta última exhibe un crecimiento lineal ante el incremento de los polígonos de lamalla original, a diferencia del comportamiento exponencial de las soluciones en CPU.