LOD模型生成算法研究

细节层次模型(LOD)是指对同一个场景或场景中的物体,使用具有不同细节的方法得到一组模型,供绘制时使用.建立LOD模型能很有效地降低数据量和复杂度,实现三维场景的实时处理.文中通过对LOD模型生成算法进行分析,研究了基于点删除算法的多分辨率模型生成方法、递进网格的简化算法、基于二次误差度量的几何简化算法等三种算法的实现步骤和误差计算方法.为以后在地形可视化、虚拟现实等领域的应用提供了理论依据.     

虚拟环境中多细节层次模型自动生成算法

虚拟环境是限时计算和限时图形绘制技术的典型应用．本文对用于限时图形绘制的多细节层次模型表示进行研究，提出了基于三角形网格简化的多细节层次模型自动生成算法．该算法多次遍历现有三角形网格模型的每一个顶点，使用局部几何和拓扑特征移去满足简化标准的顶点，对移去顶点后产生的多边形区域进行局部三角化．多次执行上述过程，结果形成不同细节层次的三角形网格模型．文中给出的实例说明了该算法的有效性．     

基于局部区域面积度量的边折叠简化算法

目前提出的网格简化算法中,边折叠简化方法是一种主要的简化方法,在网格压缩、多细节层次模型生成、递进网格构造中得到了广泛的应用.本文在基于边折叠算法基础上引入局部区域面积度量方法,将其应用到折叠代价计算中,改变边折叠顺序以进行网格简化.实验表明,算法不仅能有效地保留原始网格的模型特征和视觉特征,速度更快而且能够合理地分配三角面片.     

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.     

三维激光扫描表面数据区域分割

针对现有三维激光扫描数据区域分割算法受原始碎片表面粗糙度影响较大且只适用于形状较规则、表面较平坦及断裂面较少的物体这一问题,提出了区域膨胀策略的三维扫描表面数据区域分割算法,该算法将三维激光扫描表面数据分割成若干个具有相同法矢方向的区域。首先将三维扫描表面数据转化为三维网格模型;然后利用同一区域中相邻网格具有相似法线方向这一性质,使用区域膨胀策略生成若干获选表面区域;最后通过去除候选区域中的噪声区域得到最终表面区域分割结果。通过实物表面扫描数据对上述算法进行仿真验证,结果表明该算法可对三维表面扫描数据进行有效的区域分割。     

LOD模型生成算法研究

细节层次模型(LOD)是指对同一个场景或场景中的物体，使用具有不同细节的方法得到一组模型，供绘制时使用。建立LOD模型能很有效地降低数据量和复杂度，实现三维场景的实时处理。文中通过对LOD模型生成算法进行分析，研究了基于点删除算法的多分辨率模型生成方法、递进网格的简化算法、基于二次误差度量的几何简化算法等三种算法的实现步骤和误差计算方法。为以后在地形可视化、虚拟现实等领域的应用提供了理论依据。     

基于高斯球的近似共面合并层次细节模型

构造场景多层次细节模型是加速图形显示的有效途径.给出一种基于共面合并自动生成场景多层次细节模型的算法.此算法将一单位球定义为高斯球,并按一定的规则对其进行层次分割.然后根据各景物面片的法向在高斯球上的分布,将具有近似一致法向的面片划分为面片族;在面片族内对相邻面片进行合并,生成近似共面区域;然后移去其内部点,对区域边界重新三角化.算法还结合临近边界点合并等原则,删除对表达场景几何特征重要度低的顶点.算法利用平面九叉树进行合并操作,生成具有多层次细节的场景模型.实验结果表明,算法能实现较理想的场景简化效果.     

平面自动布点及Delaunay三角形网格生成

文中给出了一种区域内布点的自动生成算法,可从背景点云中逐个选出符合区域几何特征的内部节点,其疏密变化通过边界点上的节点间距函数进行控制。最终生成的内部点云和边界点既可以用来做无网格计算,也可以结合波前推进法生成Delaunay三角形网格。通过对网格生成算法的改进,算例表明该算法得到网格具有很好质量。     

基于三角形折叠的多细节层次模型

提出新的三角形折叠误差计算方法,并针对网格简化程度的不同引入阈值控制折叠误差,从而生成满足不同需要三维模型的多个细节层次;提出建立不同细节层次模型间顶点的对应关系,然后在对应点之间进行线性插值的方法,实现了绘制过程中不同细节层次模型间的平滑过渡.     

一种三角形折叠网格模型简化的改进算法

目前提出的网格简化算法中,三角形折叠简化方法是一种主要的简化方法,在网格压缩、多细节层次模型生成、递进网格构造中得到了广泛地应用。提出一种基于三角形折叠的网格模型简化改进算法,在基于三角形折叠的基础上,在计算三角形折叠误差代价时引入局部区域面积度量参数,有效控制简化模型的三角形折叠顺序。实验表明,采用该文算法简化后的模型更逼近原始模型。