临界轮廓：连接图像流与显著表面组织的不变量

我们利用视觉心理物理学的一个关键结果——个体对形状的感知是定性的——来发展一种几何/拓扑“不变量”（Morse–Smale复形）的应用，该不变量将图像结构与表面结构联系起来。个体间的差异在诸如脊线和边界等特定构型附近最小，而这些构型常在线条画中被表示。特别地，我们引入了一种从阴影模式推断定性三维形状的方法，该方法将明暗恢复形状推断与轮廓恢复形状推断联系起来。对于给定形状，某些阴影块在明确定义的极限下趋近于“线条画”。在此极限下，且相对于渲染选择保持不变，这些阴影模式提供了表面的定性描述。我们进一步证明，在此模型下，轮廓利用Morse–Smale复形将表面分割为有意义的部分。这些临界轮廓是该复形中（感知上）稳定的部分，并且在广泛的渲染模型类中保持不变。直观上，我们的主要结果表明，临界轮廓将光滑表面分割为凸起和凹陷，实际上在图像上提供了一个支架，从中可以插值出完整的表面。