基于分割插值的连续多分辨率模型

给出了一种基于边删除的多边形网格分辨率模型生成算法,通过递归地删除网格模型中的边,从而得到连续的简化模型.算法建立了可调加权控制函数来控制边的简化顺序.在模型简化的不同阶段,通过调节控制函数的权值执行不同的简化原则,使得视觉重要度低的边优先删除.此外,通过建立独立集,避免了模型的局部过度简化.算法用临近点插值模板,求取边简化生成的新点.实验结果表明,该算法可实现较理想的场景简化效果.     

面向组合参数曲面扩展B-rep的特征简化和网格生成算法

针对CAD模型通常包含大量几何特征,而某些特征会制约高质量网格生成的问题,提出一套实现组合曲面模型的自动特征简化和高质量网格生成的算法.首先引入离散曲面B-rep和虚面等概念,扩展B-rep的适用能力;随后基于扩展B-rep自动识别短边、窄面、邻近和不光滑边界等4类曲面特征;其中短边利用曲线合并来消除,后3类特征则通过曲面合并来消除.由于曲面合并形成的虚面缺乏连续的参数表达,可利用其离散模型生成高质量曲面网格;虚面内部网格点被反映射回连续曲面,以保证最终网格模型的几何精度.最后通过若干特征简化和网格生成实例验证了文中算法的有效性和实用性.     

分形插值曲面

研究一类迭代函数系统和分形插值曲面的构造，得到分形插值曲面面连续的充分必要条件，由此给出了简单的分形超限插值方法和新的网格点插值方法；从而利用网格曲线或网格点上的特征生成连续的分形插值曲面，这种简单有效的方法可广泛地用于分形造型和数据拟合。     

一种网格融合算法

快速建模是三维游戏动画领域的重要技术,从已有模型经过修改、编辑、融合构建出新的模型是一种高效的建模方法.本文提出了一种网格模型融合算法,该算法首先将需要的部分网格从源模型上交互剪切下来,并将其配准对齐;然后将两网格模型转化成点模型表示,并将点模型转化成RBF隐函数表示;再对两隐函数进行布尔运算;最后将布尔运算生的隐函数曲面在两网格接合区域进行三角形化,得到最终的网格模型.算法定义了隐函数曲面的影响区域,有效控制融合过渡.采用边界扩展的三角形化方法,保留了融合区域以外源模型的特征.实验结果表明,本文算法具有很好的网格融合结果,可用于游戏动画中快速造型.     

基于谷脊线特征的三维网格模型简化方法

已有的网格简化算法容易丢失大量褶皱、边界等明显几何特征,导致简化后的模型在视觉上失真,为此提出一种基于谷脊线特征的三维网格模型简化方法.首先基于隐式曲面提取网格模型的谷脊线,得到体现重要性几何信息的模型特征点;然后利用层次化的紧支撑径向基函数(CS-RBFs)将上述模型特征点恢复成隐式曲面,得到简化后的三维网格模型.与N-Garland方法对比的实验结果表明,文中方法能显著地减少网格模型顶点数,生成的模型精确度高,生成过程高效.     

任意三角形网格的基于二元四次箱样条分片C1曲面

提出一种以任意三角剖分为控制网格的二元箱样条曲面算法.二元三方向剖分是方向最少的三角剖分,建立在其上的二元三向四次箱样条在CAGD等领域有着广泛的应用.其规范的箱样条曲面计算仅适用于控制点的价数均为6的网格.从规范的算法出发,提出了一种任意价数控制网格的曲面计算算法,并对算法的连续性等进行了详细的分析.生成的曲面具有保凸性,且是分片C1连续的.该算法可进行3D离散点全局或局部插值,并可应用于3D曲面重构等领域.     

基于径向基函数与B样条的散乱数据拟合方法

针对散乱数据的曲面拟合问题,提出一种径向基函数与B样条插值结合使用的曲面拟合方法.通过分片径向基函数插值,三维散乱点,再从分片插值曲面上获取预先设定好的有序网格点的值,最后利用张量积B样条插值有序网格点,从而得到拟合曲面.该方法较好地解决散乱数据插值和拟合的计算不稳定性问题,最后给出算法实例.     

基于变分隐式曲面的网格融合

三维物体融合利用三维模型之间的剪贴操作从两个或多个现有的几何模型中光滑融合出新的几何模型.作为一种新的几何造型方法,它正受到越来越多的关注.提出一种基于变分隐式曲面的网格融合新方法.首先利用平面截面切出网格物体的待融合边界,然后通过构造插值待融合网格物体边界的变分隐式曲面并对其进行多边形化,得到待融合网格物体间的过渡曲面,最后通过剪切掉过渡曲面的多余部分及拓扑合并操作以实现过渡网格曲面与原始网格间的光滑融合与现有的直接连接待融合网格物体边界以实现网格融合的算法相比,该方法不仅突破了对待融合物体的拓扑限制,允许多个物体同时进行融合,而且算法计算快速、鲁棒,使用方便,展示出良好的应用前景.     

点模型的几何图像简化法

提出一种基于几何图像的曲率自适应点模型简化算法.首先将点模型的球面极坐标映射到平面上,构造其几何图像;然后利用几何图像确定点模型中点的k-最近邻域及其曲面变分;最后结合曲面变分和简化密度对点集曲面重采样,并通过移动最小二乘曲面评估简化的误差.实验结果表明,该算法执行速度快、易于控制采样密度和保持曲面细节,且能够生成高质量的简化曲面.     

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.     

Cutting and stitching: converting sets of polygons to manifoldsurfaces

Many real-world polygonal surfaces contain topological singularities that represent a challenge for processes such as simplification, compression, and smoothing. We present an algorithm that removes singularities from nonmanifold sets of polygons to create manifold (optionally oriented) polygonal surfaces. We identify singular vertices and edges, multiply singular vertices, and cut through singular edges. In an optional stitching operation, we maintain the surface as a manifold while joining boundary edges. We present two different edge stitching strategies, called pinching and snapping. Our algorithm manipulates the surface topology and ignores physical coordinates. Except for the optional stitching, the algorithm has a linear complexity and requires no floating point operations. In addition to introducing new algorithms, we expose the complexity (and pitfalls) associated with stitching. Finally, several real-world examples are studied     

保持视觉外观特征的网格简化

针对附有纹理属性的网格模型,提出并实现了一种保持模型基本外观和形状特征的多分辨率网格简化算法.采用半边折叠操作,综合考虑了网格模型半边的几何重要性和纹理属性重要性,将其作为各半边的折叠代价来确定模型中所有边的折叠顺序.预先对网格模型中的边界边和纹理边进行标记,并在简化过程中进行加权处理.实验结果表明,即使在急剧的模型简化后,该方法仍能很好地保持原有模型的视觉外观和形状特征.     

一种改进的基于形状特征保持的QEM简化算法

针对二次误差测度（QEM）简化算法对机械、建筑等CAD模型简化时存在的形状特征容易丢失的不足,提出了一种改进算法。该算法在检测出模型表面的分界轮廓曲线后,将各组成边分成四种类型,并按照尽量避免轮廓曲线上的边被折叠的原则,对各类边采用不同简化策略进行简化。实验结果表明,算法在形状特征保持方面具有较好的效果。     

结合面积度量和误差校正的网格简化算法

提出了一种基于边折叠的网格模型简化的新方法。考虑到模型的局部形状特征，算法将局部面积度量因素加入简化计算过程，与二次方距离误差测度一起组成新的误差目标函数。还提出了计算二次方误差矩阵的预测-校正模型，用于降低简化累积误差。实验结果表明，该算法通用性较强，能够显著提升模型的简化质量，特别是对于曲率变化剧烈的模型表面，其简化模型能够更好地保持原有特征。     

一种GIS拓扑多边形链搜索的改进算法

针对GIS拓扑多边形链搜索中悬挂弧段的处理问题,提出了一种改进算法。该算法利用在一趟搜索中,非悬挂弧段仅经过一次,而悬挂弧段会经过两次这一规律来识别并标记悬挂弧段;在进行多边形链搜索时,通过避让悬挂弧段以避免将其对应的关联弧段加入多边形链,从而保证搜索结果的正确性。测试结果表明,该算法能明显提高多边形链搜索的效率。     

Polygon crawling: feature edge extraction from a general polygonal surface for mesh generation

This article describes a method for extracting feature edges of a polygonal surface for mesh generation. This method can extract feature edges from a polygonal surface typically created by a CAD facet generator in which typical feature edge extraction methods fail due to severe nonuniformity and anisotropy. The method is based on the technique called “polygon crawling,” which samples a sequence of points on the polygonal surface by moving a point along the polygonal surface. Extracting appropriate feature edges is important for creating a coarse mesh without yielding self-intersections. Extensive tests have been performed with various CAD-generated facet models, and this technique has shown good performance in extracting feature edges.     

一种保持纹理的网面简化算法

在计算机视觉领域,三维网面的简化不仅要求保持物体形状和拓扑关系,还要求保持物体表面法线,纹理,颜色和边缘等物体特征,以使计算机视觉系统能有效地表示,描述,识别和理解物体和场景,为此讨论了一种基于边操作（边收缩,边分裂）,并具有颜色或灰度纹理特征保持的三维网面的简化算法,该算法将网面不对称最大距离作为形状改变测度,将邻域内颜色或灰度最大改变量作为纹理改变测试,从而在大量简化模型数据的同时,有效地保持了模型的几何形状,拓扑关系,颜色或灰度特征,以及网面顶点均匀分布。     

Efficient Simplification Methods for Generating High Quality LODs of 3D Meshes

Two simplification algorithms are proposed for automatic decimation of polygonal models,and for generating their LODs.Each algorithm orders vertices according to their priority values and then removes them iteratively.For setting the priority value of each vertex,exploiting normal field of its one-ring neighborhood,we introduce a new measure of geometric fidelity that reflects well the local geometric features of the vertex.After a vertex is selected,using other measures of geometric distortion that are ...     

Implicit modeling from polygon soup using convolution

We present a novel method for creating implicit surfaces from polygonal models. The implicit function is defined by convolving a kernel with the triangles in the polygonal model. By adopting a piecewise quartic polynomial kernel function with a finite support, we derive a convolution model that has a closed-form solution, and thus can be efficiently evaluated. The user only needs to specify an effective radius of influence to generate an implicit surface of desired closeness to the polygonal model. The resulting implicit surface is fast to evaluate, not requiring accumulating evaluation results using any hierarchical data structure, and can be efficiently ray-traced to reveal the detailed features.