CelloCut: 사면체 셀 컷(Tetrahedral Cell Cuts)을 통한 구성적 워터타이트 리메싱 (Watertight

워터타이트 리메싱 (Watertight remeshing)은 3D 공간의 전역적으로 일관된 내부-외부 분할 (interior--exterior partition)을 유도하는 표면을 복구하는 것을 목표로 합니다. 그러나 복잡한 위상 (topology), 단일 레이어 구조 (single-layer structures), 또는 넓은 결손 영역을 가진 메쉬 (mesh)의 경우, 국부적인 표면 기하학 (local surface geometry)으로부터 이러한 분할을 추론하는 것은 본질적으로 모호합니다. 그 결과, 기존 방법들은 표면은 정확하지만 부피 측면에서는 일관되지 않은 재구성, 예를 들어 매우 가깝게 배치된 이중 쉘 (double shells) 등을 생성하는 경우가 많습니다. 본 연구의 핵심 통찰은 워터타이트 리메싱을 표면 수준의 수리 작업이 아닌 부피 분할 문제 (volumetric partitioning problem)로 다루어야 한다는 것입니다. 이를 위해, 우리는 워터타이트 변환을 공간의 Delaunay 사면체 분할 (Delaunay tetrahedral partition)에 대한 이진 레이블링 문제 (binary labeling problem)로 공식화하는 구성적 프레임워크인 CelloCut을 제안합니다. 우리는 프록시로 지원되는 내부 증거를 보존하는 단방향 제약 조건 (one-sided constraints)과 지원되지 않는 새로 도입된 경계를 억제하는 가중 인터페이스 페널티 (weighted interface penalties)를 사용하는 그래프 컷 에너지 최소화 (graph-cut energy minimization)를 통해 이를 해결합니다. 전역적으로 일관된 부피 분할을 계산함으로써, CelloCut은 구성 과정에 의해 엄격한 워터타이트 출력을 보장하며, 심각한 위상 결함 (topological defects) 하에서도 이중 쉘과 같은 유사 워터타이트 아티팩트 (pseudo-watertight artifacts)를 강력하게 억제합니다. 새롭게 도입된 두 가지 도전적인 벤치마크인 CelloScan 및 CelloFill, 그리고 표준 ModelNet10 데이터셋에 대한 실험 결과는 CelloCut이 최신 기술 (state-of-the-art) 방법들을 크게 능가하며, 특히 복잡한 위상과 단일 레이어 구조를 처리할 때 조밀하고 부피 측면에서 일관된 솔리드 재구성을 생성함을 입증합니다. 프로젝트 페이지는 https://rangeryx-66.github.io/CelloCut/ 에서 확인할 수 있습니다.