Netzverarbeitung

Netzverarbeitung ist ein Teilgebiet der Computergrafik und der Geometrischen Datenverarbeitung, das sich mit der Verarbeitung, Analyse und Bearbeitung von Polygonnetzen (Meshes) zur Repräsentation von Oberflächen in der dreidimensionalen Simulation befasst. Typische Repräsentationen sind Dreiecks- oder Vierecksnetze. Wichtige Datenstrukturen umfassen Vertex-, Edge- und Face-Topologien sowie fortgeschrittene Modelle wie Half-Edge- oder Winged-Edge-Strukturen, die Nachbarschaftsbeziehungen abbilden.

Zu den Kernaufgaben zählen Glätten (Smoothing), Vereinfachung (Decimation), Unterteilung (Subdivision), Remeshing mit Qualitätszielen, Parametrisierung und Texturierung sowie Oberflächenrekonstruktion aus Punktwolken. Weitere Tätigkeiten umfassen Netzreparatur wie Lochfüllung, Beseitigung von Nicht-Manifold-Topologien und Optimierung der Netzqualität für Rendering oder Simulation.

Methodisch stützt sich die Netzverarbeitung auf diskrete Differentialgeometrie, Spektralmethoden, Geometrie- und Optimierungsalgorithmen, darunter der Laplace-Beltrami-Operator und Quadric-Error-Metrics. Diese Ansätze ermöglichen Schätzungen von Krümmung, Topologie und geeigneten Anpassungen von Netzformen.

Anwendungsgebiete umfassen Computer Grafik, CAD, wissenschaftliche Visualisierung, medizinische Bildgebung, Kulturerbe-Dokumentation, 3D-Druck sowie Spiele- und Virtual-Reality-Anwendungen. Typische Dateiformate sind OBJ, STL, PLY; Softwarewerkzeuge umfassen MeshLab, CGAL-basierte Bibliotheken und verschiedene CAD-/3D-Grafikprogramme. Netzverarbeitung trägt wesentlich zur Modellierung, Bearbeitung und realistischen Darstellung von 3D-Oberflächen in Forschung, Industrie und Unterhaltung bei.