Triangulación simple y robusta para polígonos con múltiples orificios en aplicaciones industriales 3D de tiempo real

Resumen

En aplicaciones industriales tales como el modelado CAD, la industria de fabricación o los sistemas automatizados, es común trabajar con modelos de datos que representan contornos poligonales, o con los modelos que general polígonos a partir de una geometría compleja que se define mediante líneas y curvas. Sin embargo, para que estos datos pueden ser procesados y/o rendereados por GPU, los datos se tienen que convertir en una serie de triángulos. Las soluciones existentes que general triángulos a partir de contornos poligonales no son capaces de trabajar con orificios o se limiten a un cierto número de orificios que pueden estar presentes al mismo tiempo. La mayoría de las soluciones modernas avanzadas requieren de un esfuerzo considerable para su implementación, depuración y mantenimiento, lo que a su vez produce ciertas implicaciones importantes en cuestión de costos de desarrollo. En este trabajo, una solución alternativa se propone, siendo relativamente fácil de implementar y al mismo tiempo suficientemente robusta para manejar cualquier posible entrada de datos, incluyendo cualquier número de orificios e incluso cualquier número de polígonos internos, siempre y cuando los polígonos no se cruzan entre sí ni se auto-cruzan a sí mismos. La solución propuesta tampoco depende de un orden determinado de los vértices del polígono, solo necesita que este orden sea consistente. La solución propuesta involucra un pre-procesamiento inicial, donde los polígonos internos se integran a los polígonos externos. Una vez hecho esto, se hace una triangulación de polígonos utilizando una de las dos variaciones de técnicas propuestas que se basan en algoritmo de “Ear Clipping”. En este trabajo se muestra que la solución propuesta puede trabajar con el número de orificios prácticamente ilimitados independientemente de su forma. Este trabajo también incluye una comparativa de evaluación de calidad y desempeño entre las dos técnicas propuestas, incluyendo unas imágenes de una aplicación CAD que utiliza estas soluciones de manera práctica.