⚠️ 본 저장소에는 지도 교수님께서 제공하신 3D Mesh 관련 코드가 비공개로 유지되어,
연구에서 사용된 전체 코드가 포함되어 있지 않습니다.
이로 인해 본 저장소의 코드만으로는 프로젝트 전체를 실행할 수 없고,
GPU 연산 및 관련 서브 모듈만 포함되어 있음을 알려드립니다.

---

비고

본 연구는 3차원 삼각형 메쉬의 과장을 안정적으로 표현할 수 있는 필터링과 GPU 최적화 연구의 후속 연구입니다.
🔗High-BoostMeshFiltering_GPU

🗃️ Summary

High-Boost Mesh Filtering에서 새로운 법선 벡터를 계산하는 방법으로 인해 경계 영역에서 계단현상이 발생한다.
Mesh Saliency를 통해 지역적 중요도가 높은 영역(경계 영역)을 판별하고, 강화를 위한 법선벡터 연산에 Saliency 변화량 기반 가중치를 적용한다.

Figure 1. Stanford Bunny Result

• 경계 영역의 곡률을 유지를 통해 계단현상을 완화하며 안정적인 형상 강화
• 단순 곡률만 고려한 기존 방법에서는 누락된 Mesh의 중요도가 높은 특징 강화

연구 목표

High-Boost Mesh Filtering에서는 형상 강화를 위한 새로운 법선 벡터를 계산할 때 면적 가중 평균을 사용함

면적 가중 평균

Figure 2. Normal-based error minimization

n(U) : normal vector(법선 벡터)
A(U) : face의 넓이
n^(k)(T) : k번 평활화한 smoothed normal
m(T) : boosted normal(강화된 법선 벡터)

💡연구의 필요성

면적 가중 평균 연산은 면적만을 가중치로 고려해 평균을 냄

• 연속적인 곡면을 완벽하게 표현하는 것이 어려움
• 복잡한 곡면이나 모서리와 같은 곡률의 변화가 급격한 경계 영역에서 계단현상 자주 발생

따라서, Mesh의 영역적 특성을 고려한 방식으로의 개선이 필요함

제안 기법

Mesh Saliency란?

Figure 3. Sample output from [1]
(a) part of the right leg of the Armadillo model, (b) magnitude of mean curvatures, (c) mesh saliency values.

• 가우시안 가중치를 이용한 곡률 평균
• 단순한 곡률이 아닌 지역적 중요도 판별 가능

✅ 적용 방법

1. Saliency 기반 변화량이 최대인 방향 연산

2. 세 vertex의 saliency 방향 벡터의 평균을 face의 saliency 방향 벡터로 설정

3. face 평면에 대하여 face saliency 방향 벡터 반사

4. 면적 가중 평균 연산에 saliency 방향 벡터 통합

n(T) : normal vector (법선 벡터)
smoothN(T) : 기존 방법으로 평활화된 벡터
D(T) : 최종 saliency 방향 벡터
smoothN'(T) : saliency를 통합해 평활화된 벡터

5. saliency 가중치 적용

Figure 4. Saliency direction's role in maintaining mesh curvature.

$s_T$ : face의 saliency
$s_λ$ : 임계 saliency
$s'$ : λ백분위수 세일리언시에 대해 α배 증폭된 saliency

임계 saliency = 지역적 중요도가 높은 영역 판별 기준
임계값보다 지역적 중요도가 높은 face에 대해 saliency 기반 가중치를 saliency 방향 벡터에 적용

결과

Figure 5. Dorsal spines of dino (b, e) High-boost Mesh Filtering Result
(c, f) High-boost Mesh Filtering with Saliency Direction Result, (d) Saliency Value of dino's hands

• 원본의 특성(곡률)을 보존하며 강화됨
• 지역적 중요도가 높지만 단순 곡률 기반에서는 강조되지 않았던 영역이 부각됨

참고 문헌 (출처)

[1] Lee, C. H., Varshney, A., & Jacobs, D. W. (2005). Mesh saliency. ACM Transactions on Graphics, 24(3), 659-666.