Anisotropic Delaunay Meshes of Surfaces

Anisotropic simplicial meshes are triangulations with elements elongated along prescribed directions. Anisotropic meshes have been shown to be well suited for interpolation of functions or solving PDEs. They can also significantly enhance the accuracy of a surface repre- sentation. Given a surface S endowed with a metric tensor field, we propose a new approach to generate an anisotropic mesh that approximates S with elements shaped according to the metric field. The algorithm relies on the well-established concepts of restricted Delaunay triangulation and Delaunay refinement and comes with theoretical guarantees. The star of each vertex in the output mesh is Delaunay for the metric attached to this vertex. Each facet has a good aspect ratio with respect to the metric specified at any of its vertices. The algorithm is easy to implement. It can mesh various types of surfaces like implicit surfaces, polyhedra or isosurfaces in 3D images. It can handle complicated geometries and topologies, and very anisotropic metric fields.Les maillages anisotropes simpliciaux sont des triangulations dont les éléments sont étirés suivant certaines directions imposées. Les maillages anisotropes sont connus pour être bien adaptés à l'interpolation de fonctions ou à la résolution d'équations aux dérivées partiellles. Ces maillages peuvent aussi améliorer notablement la précision de l'approximation d'une surface. Etant donnée une surface S, munie d'un champs de tenseurs qui définit la métrique en tout point de la surface, nous proposons un nouvel algorithme pour générer un maillage anisotrope qui approxime S par des triangles dont les formes s'adaptent à la métrique locale. L'algorithme repose sur les concepts bien établis de triangulation de Delaunay restreinte et de raffinement de Delaunay et offre des garanties théoriques. L'étoile de chaque sommet dans le maillage est formée par des triangles de Delaunay pour la métrique du sommet central. Chaque triangle a un bon rapport d'aspect dans la métrique attachée à chacun de ces sommets. L'algorithme est facile à programmer. Il permet de mailler diff'rents types de surfaces, comme des surfaces implicites, des polyèdres ou encores des isosurfaces dans des images 3D. L'algorithme peut traiter des surfaces de géométrie ou topologie complexe, il peut aussi prendre en compte des anisotropies très prononcées