带2~(1/2)细分结构的四边形化

在Morse函数理论的基础上,提出一种新的从三角网格中建立四边形网格多分辨率表示的方法.先由人工指定或从拉普拉斯矩阵的特征函数中提取临界点,计算带约束的拉普拉斯方程得到光滑的Morse函数.函数的临界点(极大、极小和鞍点)有规律地分布在模型表面,在三角网格表面梯度场的引导下,生成临界点间流线,得到临界点间的拓扑关系.通过临界点交换规则,同样是采用流线的方法,得到更精细的四边形网格。最终可实现无需参数化而仅用流线方法来建立不同多分辨率表示的四边形网格。     

带 2细分结构的四边形化

在Morse函数理论的基础上,提出一种新的从三角网格中建立四边形网格多分辨率表示的方法．先由人工指定或从拉普拉斯矩阵的特征函数中提取临界点,计算带约束的拉普拉斯方程得到光滑的Morse函数．函数的临界点（极大、极小和鞍点）有规律地分布在模型表面,在三角网格表面梯度场的引导下, 生成临界点间流线,得到临界点间的拓扑关系．通过临界点交换规则,同样是采用流线的方法,得到更精细的四边形网格。 最终可实现无需参数化而仅用流线方法来建立不同多分辨率表示的四边形网格。     

基于Hamiltonian三角剖分的三角网格多分辨率表示

三角网格模型的多分辨率表示是几何模型绘制与传输的基础，本文通过三角形之间的拓扑相邻关系将三角网格划分为广义三角形带的集合，然后利用Hamiltonian三角剖分的性质构造三角网格的多分辨率表示。该方法统一了单分辨率网格和多分辨率网格的表示方法，当模型有c个不同分辨率表示时，其编码效率为（logc＋5）bit／vertex。     

壳空间剖分的隐式曲面三角化

提出了一种曲率自适应的壳空间剖分隐式曲面三角形化新方法.新方法首先采用粒子系统对隐式曲面进行采样,通过高斯曲率约束粒子的生成,使生成的网格模型在曲率大的区域具有较多的小三角形,在曲率小的区域具有较少的大三角形,从而使网格模型更好地逼近隐式曲面.新方法在每个采样粒子处沿曲面法线正负方向延伸适当距离得到两个附加点,对所有附加点进行四面体化形成对隐式曲面逼近的壳空间四面体网格,在每个壳空间四面体中抽取三角形,所有抽取的三角形拼合得到隐式曲面的三角网格表示.与以往方法相比,新的三角网格化方法更具有鲁棒性,可一次性获得高质量的三角形网格.最后给出了对常用隐式曲面进行三角化的实例比较,显示了新方法的有效性.     

基于可变模版的三角网格拓扑压缩

针对三角网格模型的拓扑信息。提出了一种高效压缩方法.不同于以往的单纯利用算术编码或霍夫曼鳊码对遍历三角网格生成的拓扑流进行编码压缩,根据三角网格模型(特别是规则三角网格模型)的特点,自适应地提高编码过程中对当前编码字符发生的预测准确率,实现对三角网格模型的拓扑信息的高效压缩.算法首先遍历三角网格模型,得到操作符序列;然后对得到的操作符序列的每个操作符作模版可变的自适应算术编码.在编码过程中,根据当前编码字符的前一个操作符、三角网格模型的特点以及网格遍历方法为当前编码操作符计算一个模版,在这个模版中,预测准确率高的操作符用较短的二进制串表示.根据当前编码操作符的可变模版,可以得到该操作符的二进制表示,并对这个二进制表示的每个比特作自适应算术编码.该方法是针对流形三角网格模型的拓扑信息作单分辨率的基于面的无损压缩,可以得到很好的三角网格拓扑信息的压缩结果,其压缩比甚至比拓扑压缩领域压缩比方面最好的TG算法的压缩比还要好.     

基于逆3 细分的渐进网格生成算法研究

提出一种基于逆3 细分的渐进网格生成算法,用于解决图形的快速传输和显示问 题。算法的基本思路是：将细密网格通过边折叠操作得到简化网格,以细分极限点逼近原始网 格为准则进行网格调整,采用3 细分得到高密度网格,调整后进行逆3 细分,即逐层次删除 部分顶点,生成用于重构渐进网格模型的基网格,并记录每层删除顶点在采用本层表示时相对 于细分计算位置的几何调整量。3 细分过程中三角片数量增长速度较慢,采用逆3 细分利于 生成多层次的渐进网格,经实例验证,逆3 细分生成渐进网格的效果能满足快速、多分辨率显 示要求。     

基于场对齐质心Voronoi划分的四边网格生成

为了生成高质量的四边网格,提出一种基于场对齐质心Voronoi划分(centroidal Voronoi tessellation,CVT)优化的四边网格生成方法.首先通过优化CVT能量函数将输出网格顶点均匀地分布在输入网格表面;然后利用场对齐CVT优化得到网格边与输入方向场对齐的三角网格;再通过网格边-场方向匹配初步提取四边网格,并基于拓扑模式进行奇异点的识别与消除;最后利用三角形配对得到准四边网格.实验结果表明,该方法能够生成对齐方向场且质量较高的准四边网格.     

基于重新划分的三角形网格简化的一种改进算法

基于重新划分的三角形网格简化方法能自动生成多细节层次模型，它的基本思想是:根据三角形网格的局部几何和拓扑特征将一定数量的点分布到原网格上,生成一个中间网格,移去中间网格中的老顶点,并对产生的多边形区域进行局部三角化,最后形成以新点为顶点的三角形网格.本文在已有算法的基础上,提出了一种分布新点的算法,从而克服了原有方法的局限性.它利用三角形顶点的曲率和三角形的面积两个因素来反映网格在每个三角形处的特征.文中给出的一组实例说明了算法的有效性.     

基于STL三角网格模型简化的研究

针对STL三角网格模型简化中的相关问题进行了研究,并设计出了相应的算法.三角网格的简化过程包括网格删除和网格重建两个过程,在网格的删除中,根据设定的三角形的权重阚值选择删除被删除的三角形区域.在网格重建中,任意选择重建区域的一个顶点,通过渐进收缩的方式,将新生成的三角形边构造一个平衡二叉树,再以三角网格的适应度和平滑度为依据,找出所有二又树中最佳的分支,使重建的三角网格最优化.对两个实例进行探讨,实现对不同STL三角网格的验证,并以原始网格模型与简化后的网格模型进行对比,表明研究所得的简化网格模型既有效地实现了STL网格模型的简化,又保持了原有STL网格模型的基本特征,达到令人满意的结果.     

三角网格的自适应细分研究

提出面向三角网格全局细分和局部自适应的细分算法。在原三角网格模型上计算每个面片的中心坐标,据此生成的中心坐标点作为新的顶点坐标进行重新绘制得到三角基网格,然后进行多次迭代,达到基本的全局细分目标。在最后生成的基网格上,可以通过调节最大网格面积和平均网格面积之间的比例系数等,来得到更加均匀的三角网格。实验表明该方法能到得到质量较高的细分结果。     

逆向工程中基于小波的数据配准

利用小波分析的多分辨率特性与迭代最近点算法(ICP)相结合,提出了多分辨率数据配准算法,实现不同视角测量数据的快速配准。首先对数据点进行三角网格划分,并进行多层小波分解。对最低层网格计算离散曲率,在不同网格数据中搜索曲率最接近的点进行迭代配准,在所得变换的基础上,进行小波重构并在较小的范围内重新搜索最接近点并进行迭代配准,重复这一过程直到实现原始数据配准。通过实例证明,该算法具有迭代速度快,抗噪声干扰等特点。     

Mesh blending

A new method for smoothly connecting different patches on triangle meshes with arbitrary connectivity, called mesh blending, is presented. A major feature of mesh blending is to move vertices of the blending region to a virtual blending surface by choosing an appropriate parameterization of those vertices. Once blending is completed, the parameterization optimization is performed to perfect the final meshes. Combining mesh blending with multiresolution techniques, an effective blending technique for meshes is obtained. Our method has several advantages: (1) the user can intuitively control the blending result using different blending radii, (2) the shape of cross-section curves can be adjusted to flexibly design complex models, and (3) the resulting mesh has the same connectivity as the original mesh. In this paper, some examples about smoothing, sharpening, and mesh editing show the efficiency of the method.     

大型网格模型多分辨率的外存构建与交互绘制

结合多分辨率、网格排布和基于视点的绘制技术,提出一种外存多分辨率构建和绘制算法.采用适应性八叉树对模型的包围盒进行划分,自顶向下构建模型的多分辨率层次结构,较好地保持了原模型的细节分布;并对多分辨率结构中每个节点所包含的三角形片段进行网格排布优化,降低了缓存的平均失效率;在实时绘制时,采用基于视点的细节层次选择策略进行模型的细化;最后通过引入数据预取机制来隐藏磁盘I/O延时,进一步提高绘制性能.实验结果表明,该算法在绘制速度与细节保留上均优于同类MRMM算法.     

Stellar Mesh Simplification Using Probabilistic Optimization

This paper proposes the stellar mesh simplification method, a fast implementation of the Four‐Face Cluster (FFC) algorithm. In this method, a probabilistic optimization heuristic substitutes the priority queue of the original method, which results in a 40% faster algorithm with the same order of distortion. It extends naturally to a progressive and/or multiresolution scheme for combinatorial surfaces. This work also presents a simple way to encode the hierarchy of the resulting multiresolution meshes. This work also focuses on important aspects for the development of a practical and robust implementation of this simplification technique, and on the analysis of the influence of the parameters.     

一种高效的混合曲面光顺算法

三维扫描技术的发展获得曲面采样数据不再困难，但得到的三角形网格常含有大量噪声。应用顶点分类的方法，提出了一种加权均值滤波与拉普拉斯光顺相结合的混合算法。实验结果表明，该算法既能有效去除噪声，而且很好地保留了原网格模型的特征信息。     

Multiresolution Shape Deformations for Meshes with Dynamic Vertex Connectivity

Multiresolution shape representation is a very effective way to decompose surface geometry into several levels of detail. Geometric modeling with such representations enables flexible modifications of the global shape while preserving the detail information. Many schemes for modeling with multiresolution decompositions based on splines, polygonal meshes and subdivision surfaces have been proposed recently. In this paper we modify the classical concept of multiresolution representation by no longer requiring a global hierarchical structure that links the different levels of detail. Instead we represent the detail information implicitly by the geometric difference between independent meshes. The detail function is evaluated by shooting rays in normal direction from one surface to the other without assuming a consistent tesselation. In the context of multiresolution shape deformation, we propose a dynamic mesh representation which adapts the connectivity during the modification in order to maintain a prescribed mesh quality. Combining the two techniques leads to an efficient mechanism which enables extreme deformations of the global shape while preventing the mesh from degenerating. During the deformation, the detail is reconstructed in a natural and robust way. The key to the intuitive detail preservation is a transformation map which associates points on the original and the modified geometry with minimum distortion. We show several examples which demonstrate the effectiveness and robustness of our approach including the editing of multiresolution models and models with texture.     

Sharp Features on Multiresolution Subdivision Surfaces

In this paper we describe a method for creating sharp features and trim regions on multiresolution subdivision surfaces along a set of user-defined curves. Operations such as engraving, embossing, and trimming are important in many surface modeling applications. Their implementation, however, is nontrivial due to computational, topological, and smoothness constraints that the underlying surface has to satisfy. The novelty of our work lies in the ability to create sharp features anywhere on a surface and in the fact that the resulting representation remains within the multiresolution subdivision framework. Preserving the original representation has the advantage that other operations applicable to multiresolution subdivision surfaces can subsequently be applied to the edited model. We also introduce an extended set of subdivision rules for Catmull–Clark surfaces that allows the creation of creases along diagonals of control mesh faces.     

基于三角网格模型多分辨分解的图像压缩

构造了图像的三角网格模型.基于三角网格模型的多分辨分解,提出了一个新的图像压 缩方法.通过图像的三角网格模型的多分辨分解、压缩与重构,实现了图像的多分辨解、压缩与重 构.构造了一个在小波图像压缩中未曾使用过的小波滤波器组,该小波滤波器组算法具有O(n)运 行时间.实验表明,该方法能获得较好的图像压缩性能.