Sketch2Arti：スケッチに基づくCADオブジェクトの関節（アーティキュレーション）モデリング

Abstract

関節（アーティキュレーション）モデリングは、3Dオブジェクトの可動部品とその運動パラメータを推定し、対話的なアニメーション、シミュレーション、形状編集を可能にすることを目的としています。本論文では、CADオブジェクトのための最初のスケッチベース関節モデリングシステムであるSketch2Artiを提案します。私たちの重要な観察は、設計者が、部品がどのように動くべきかを示す軽量なスケッチ（例：矢印やストローク）を通じて、関節の意図を自然に伝達するという点です。しかし、このようなスケッチを関節付きの3Dモデルへ変換する作業は、依然として大部分が手作業になっています。Sketch2Artiは、選択した視点から描いた単純な2Dスケッチによって、ユーザが関節を指定できるようにすることで、このギャップを埋めます。CADモデルとユーザのスケッチが与えられたとき、提案手法は対応する可動部品を自動的に発見し、その運動パラメータを予測します。これにより、複雑な対象に対しても、細かな制御を伴いながら複数の関節を反復的にモデリングできます。さらに重要なのは、Sketch2Artiはオブジェクトカテゴリ情報を必要とせず、カテゴリ非依存の方法で学習されているため、既存の関節データセットの枠を超えた多様なオブジェクトへの強い汎化が実現されることです。また、内部構造を持たないシェルモデルに対しては、Sketch2Artiがユーザのスケッチに導かれた制御可能な内部補完をサポートし、既存の幾何形状および予測された運動制約と整合するもっともらしい内部コンポーネントを生成します。包括的な実験とユーザ評価により、Sketch2Artiの有効性、制御可能性、そして汎化性能が示されています。コード、データセット、プロトタイプシステムは https://arlo-yang.github.io/Sketch2Arti です。