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Geometric Deformation by Merging a 3D Object with a Simple Shape

Philippe Decaudin

Abstract

English: Deformation techniques are often used to model the shape of geometric objects. This paper presents a new geometric deformation technique allowing local deformation of the shape of an object by merging the object with a simple 3D-shape (sphere, ellipsoid,...). Two kinds of effects can be obtained: the simple shape is used to produce either a bump or a dent on the object. The object is deformed so that it includes or it embeds the simple shape. In order to deform the object, the 3D-space where it lies is continuously deformed so that the object is bumped and the shape of the bump corresponds to the simple 3D-shape. If the surfaces of both the original object and the simple shape are smooth (continuously differentiable), the surface of the deformed object is also smooth. Moreover, topological properties of the object are unchanged, and the volume variation of the deformed object is controlled by the volume delimited by the simple shape.

An interactive deformation tool based on this technique is presented. It comprises a convex 3D-shape and a center (a 3D point included in the shape). The user can interactively control the deformation by changing the parameters of the tool shape and the position of the tool center. Control of the parameters is particularly intuitive.

Français: Les techniques de déformation sont souvent utilisées pour modeler la forme d'objets géométriques. Cet article présente une nouvelle technique de déformation qui permet de déformer localement un objet en le fusionnant avec une forme 3D simple (sphère, ellipsoïde,...). Deux types d'effets peuvent être obtenus: la forme simple est utilisée pour produire une déformation en bosse ou en creux. L'objet est déformé de façon à inclure ou à englober la forme simple. Afin de déformer l'objet, l'espace 3D dans lequel il est placé est déformé continument de telle façon que l'objet soit bosselé et que la forme de la bosse corresponde à la forme simple. Si les surfaces de l'objet initial et de la forme simple sont lisses (continument différentiables), la surface de l'objet déformé l'est aussi. De plus, les propriétés topologiques de l'objet sont inchangées et la variation de volume de l'objet déformé est contrôlé par le volume délimité par la forme simple.

L'article présente un outil de déformation interactif basé sur cette technique. Il est composé d'une forme 3D convexe et d'un centre (un point 3D inclus dans la forme). L'utilisateur peut contrôler interactivement la déformation en modifiant les paramètres caractérisant la forme de l'outil et la position du centre de l'outil. Le contrôle des paramètres est particulièrement intuitif.

The Paper

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@inproceedings{Decaudin-gi96,
  title     = "Geometric Deformation by Merging a 3D Object with a Simple Shape",
  author    = "Philippe Decaudin",
  booktitle = "Graphics Interface",
  year      = "1996",
  month     = "May",
  pages     = "55--60"
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