Geodesic paths and distances are among the most popular intrinsic properties of 3D surfaces. Traditionally, geodesic paths on discrete polygon surfaces were computed using shortest path algorithms, such as Dijkstra. However, such algorithms have two major limitations. They are non-differentiable which limits their direct usage in learnable pipelines and they are considerably time demanding. To address such limitations and alleviate the computational burden, we propose a learnable network to approximate geodesic paths. The proposed method is comprised by three major components: a graph neural network that encodes node positions in a high dimensional space, a path embedding that describes previously visited nodes and a point classifier that selects the next point in the path. The proposed method provides efficient approximations of the shortest paths and geodesic distances estimations. Given that all of the components of our method are fully differentiable, it can be directly plugged into any learnable pipeline as well as customized under any differentiable constraint. We extensively evaluate the proposed method with several qualitative and quantitative experiments.


翻译:大地测量路径和距离是3D表面最受欢迎的内在特性之一。 传统上,离散多边形表面的大地测量路径是使用最短路径算法( 如Dijkstra)来计算。 但是,这种算法有两大限制。 这些算法是非差别的,限制了它们在可学习管道中的直接使用,而且它们需要相当长的时间。 为了解决这些限制并减轻计算负担,我们提议了一个可以学习的网络,以近似大地测量路径。 提议的方法由三个主要组成部分组成: 一个将高维空间的节点位置编码的图形神经网络, 一种嵌入路径, 描述以前访问过的节点, 以及一个点分类器, 选择路径的下一个点。 拟议的方法提供了最短路径和大地测量距离估计的高效近似值。 鉴于我们方法的所有组成部分都完全不同, 它可以直接插入任何可学习的管道, 并在任何不同的制约下定制。 我们用几种定性和定量实验对拟议的方法进行了广泛的评估。

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