paper read - 2022 - a real time visual boolean operation on triangular mesh models

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Chen, S., Chen, M., & Lu, S. (2022). A real time visual boolean operation on triangular mesh models. Computer-Aided Design and Applications, 19(3), 470–480. https://doi.org/10.14733/CADAPS.2022.470-480

提出了一种视觉上的三角网格布尔运算的方法。

现有的“Visual Boolean Operation”实现中常见的方法有，surfel rendering（Adams, B.; Dutré, P.: Interactive Boolean operations on surfel-bounded solids, ACM SIGGRAPH, 2003, 651-656. https://doi.org/10.1145/882262.882320 ），和layered depth image （Shade, J.; Gortler, S.; He, L.; Szeliski, R.: Layered depth images, Proceedings of the 25th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, 1998, 231-242. https://doi.org/10.1145/280814.280882 ） 技术。

3 Method Outline

算法的基本流程可以归纳为：1）从当前视图平面的每个像素的中心以正交投影的形式发射多条射线，对输入的网格进行采样，ray tracing sampling；2）在ray interval models的基础上进行一维布尔运算；3）对剩余的点进行绘制。

4 Visual boolean operation

4.1 Ray tracing sampling

对AABB相交区域进行ray tracing sampling，采样的示意图如下：

采样流程如下：

4.2 1D boolean operation on rays

仅通过采样点的奇数或偶数，可能会引起内外判断的误判（孤立边，孔洞存在的时候）。本文采用的方法如下图所示：

此处假设蓝色的点是网格Mb上的点，绿色的点是网格Ma上的点。通过判断采样点的法向量和射线方向，来判断这个点是入射点还是出射点。通过相邻两个点的出射入射关系，判断区间属于内部的还是外部的。如上图，p2是Ma的出射点，那么p1位于Ma内部。p1是Mb的入射点，那么p2，p3，p4位于Mb的内部。

4.3 Image based rendering

小结

通过listbuffer，存储记录每个像素点对应的链表，在其他方面也有应用，比如基于链表的OIT。此处将法向量考虑到一维布尔运算中，也可以在其他方面进行应用。