Reconstruction d un modèle B-Rep à partir de données 3D

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1 ww.lirmm.fr/ beniere 1/16 Reconstruction d un modèle B-Rep à partir de données 3D Roseline Bénière CST du 21 juillet 2010 Thèse CIFRE entre l entreprise C4W et le LIRMM ( ) Tuteurs : François Le Breton, Gilles Gesquière, William Puech et Gérard Subsol

2 ww.lirmm.fr/ beniere 2/16 Pésentation de l entreprise C4W Située à Montpellier et composée d une dizaine de personnes. Propose des solutions pour la CAO, sous la forme de : librairie de fonctions : noyau (3D Kernel). logiciels utilisables directement (3D Shop ModelScan, 3D Shop ModelDesign...) Vise : développeurs de logiciel CFAO designers CAO ou d infographie applications spécialisées (applications médicales...)

3 Sujet de thèse Maillage triangulaire 3D Modèle B-Rep Reconnaître les primitives utilisées : Plans, Cylindres, Cônes, Tores, Sphères, B-Splines/Béziers... Reconstruire les primitives, selon des tolérances à définir. Analyser les frontières particulières entre les primitives, telles que les congés ou les chanfreins. Reconstruire un modèle B-Rep sous un format STEP (ensemble de face : primitives + contours). Applications envisagées : Modèle CAO B-Rep perdu Maillage CAO modifié Infographie Objet scanné ww.lirmm.fr/ beniere 3/16

4 Approches Segmentation Maillage Triangulaire Schématisation (ex:squelette) 2 pistes ont été étudiées : Paramétrisation Paramétrisation : Décomposition en Plans et en Supports de B-Splines en utilisant une quadrangulation. Segmentation : Identification de Primitives simples basée sur un calcul de courbure. Agathos and al, 3D Mesh Segmentation Methodologies for CAD applications, 2008 ww.lirmm.fr/ beniere 4/16

5 ww.lirmm.fr/ beniere 5/16 Décomposition en Plans et en supports de B-Splines Maillage triangulaire un ensemble de faces, sans modifier les points. Extraction des plans : en groupant des triangles coplanaires. Extraction de zones rectangulaires quadrangulées, supports de B-Spline : en reconstruisant des maillages quadrangulaires. Finalisation : un plan par triangle restant.

6 ww.lirmm.fr/ beniere 6/16 Résultats supports de B-Splines Maillage de départ et résultat pour : Tore. Nombre triangles Nombre carreaux Recouvrement Maillage de départ et résultat pour : CubeCylindres. Nombre triangles Nombre carreaux Recouvrement ,47% %

7 ww.lirmm.fr/ beniere 7/16 Résultats généraux Basemet Triangles :4010 Plans :26 B-Splines :64 Petites Surfaces :493 Faces extraites : 583 Marlex Triangles :4758 Plans :108 B-Splines :229 Petites Surfaces :1730 Faces extraites : 2067

8 ww.lirmm.fr/ beniere 8/16 Bilan A partir de cette méthode : un prototype a été réalisé et industrialisé un article en français et une présentation à la conférence AFIG. un article en français accepté avec modifications à la revue REFIG. une présentation en français au GDR ISIS. un article en anglais et une présentation à la conférence GRAPP. un rapport technique.

9 beniere 9/16 Reconstruction de Primitives Basée sur la courbure on groupe les points ayant des caractéristiques communes sur la courbure puis on y ajuste des primitives simples. On commence par calculer N pour chaque point : les 2 courbures principales (k max et k min ) les 2 directions principales (t max et t min ) la normale On utilise la formule d Euler : k n = k max cos 2 (θ) + k min sin 2 (θ) max min P Dong and Wang, Curvatures estimation on triangular mesh, 2005

10 ww.lirmm.fr/ beniere 10/16 Détection de primitives Identification de primitives simples à partir des caractéristiques de la courbure : Plan k max = k min = 0 Sphère k max = k min = 1 rsp 0 Cylindre k min = 0 et k max = 1 rcy t min = Génératrice Cône idem Cylindre mais avec un rayon variable.

11 ww.lirmm.fr/ beniere 11/16 Reconstruction de primitives Schéma général de reconstruction : On calcul pour chaque point les caractéristiques de courbures, On regroupe les points ayant des caractéristiques de courbures communes, On retrouve les paramètres des primitives en fonction des caractéristiques de courbures.

12 ww.lirmm.fr/ beniere 12/16 Résultats Si le maillage contient suffisamment de points, les premiers résultats sont satisfaisants :

13 ww.lirmm.fr/ beniere 13/16 Découpe des primitives On étend les zones de points et on segmente le maillage, On déduit de chaque sous-maillage une frontière.

14 ww.lirmm.fr/ beniere 14/16 Bilan A partir de cette méthode : un prototype est en cours de développement. deux rapports techniques sont en cours d écriture. un article en anglais a été soumis à SPIE 2011 (en attente).

15 ww.lirmm.fr/ beniere 15/16 Conclusion Thèse débutée en février mois effectués. Bilan de l année : 1 an 2 ans 3 ans Deux articles publiés et deux présentations aux conférences AFIG et GRAPP. Un article de revue accepté. Une conférence suivie, sans présentation : SMI à Aix en Provence en juin modules suivis : Module image et Journées GDR ISIS à Porquerolles. 20 heures de cours à l IUT de Béziers en théorie des Graphes.

16 ww.lirmm.fr/ beniere 16/16 Thanks for your attention QUESTIONS? Site : beniere Mail : roseline.beniere@lirmm.fr C4W site : Roseline Bénière, G. Subsol, G. Gesquière, F. Le Breton and W. Puech, Decomposition of a 3D triangular mesh into quadrangulated patches, GRAPP, Angers, 2010