局部特征熵的网格非均匀简化算法

针对三维模型简化后的精度与效率上难以平衡的问题进行研究,提出一种局部特征熵的半边折叠非均匀网格简化算法。采用两次局部区域聚类探测,首先探测三维数据点所在边聚类局部区域,获取该探测区域法向量,其次以三维数据点临近点区域的重心约束来探测二次聚类区域法向量;根据信息熵的定义利,用两次探测的法向量之间夹角信息构建局部区域特征熵值做为半边折叠的代价,局部区域特征熵越大表示该区域越趋于平面,应优先简化,否则当保留;最后采用三角形内角判断方法来保留简化后网格中三角形的正则度,以减小变形引起的误差。实验结果表明,本算法在三维模型分均匀简化中在局部细节特性精度上和时间效率上能达到较优的平衡。     

保持细节特性的局部误差渐进网格简化算法

针对三维模型简化过程中生成渐进网格时存在局部区域精度与效率平衡优化的问题,提出一种基于局部区域环间法矢夹角变化的半边折叠渐进网格简化算法。首先,获取三维数据点的一环邻近点构成的邻域局部区域受重心度量距离约束的法矢,再获取与一环邻域三角形集合点有交集的三角形集合作为二环邻域区域;然后,以这两个局部区域法矢点乘的值为边折叠的折叠代价,该值越小表示该区域越趋向于平面,应优先简化,否则予以保留;最后,采用三角形内角判断方法来保证简化后网格中三角形的正则度,以减小变形引起的误差。实验结果表明,所提算法在三维模型渐进网格简化中局部细节特性保持和效率上得到较好的平衡,能够满足实际应用的需要。     

基于简化和细分技术的三角形网格拓扑优化方法

由于采用自动生成技术得到的网格往往不能满足数值模拟和仿真的要求,为此基于网格简化和细分技术,提出一种简单、高效的三角形网格拓扑优化方法.首先根据边折叠简化算法对三角形网格进行简化,得到具有较好拓扑连接关系的粗网格;然后对简化后的粗网格进行细分,引入具有良好节点度的新节点;最后再进行简化,直到网格的节点数达到给定的阈值.实验结果表明,该方法可以很好地改善网格的拓扑连接关系,与网格修匀技术结合能够大幅度提高网格的质量.     

结合边折叠和局部优化的网格简化算法

针对目前网格简化算法在将三维模型简化到较低分辨率时,网格模型的细节特征丢失、网格质量不佳的问题,提出一种保持特征的高质量网格简化算法。引入顶点近似曲率的概念,并将其与边折叠的误差矩阵结合,使得简化模型的细节特征在最大限度上得到保持。同时分析简化后三角网格的质量,对三角网格作局部优化处理,减少狭长三角形的数量,提高简化模型的网格质量。使用Apple模型和Horse模型进行实验,并与一种经典的基于边折叠的网格简化算法以及其改进算法之一进行对比。实验结果显示,两种对比算法三角网格分布过于均匀,局部细节模糊不清,而所提算法的三角网格在曲率大的区域稠密,在平坦处稀疏,细节特征清晰可辨;简化模型的几何误差的数量值与两种对比算法处于同一数量级;所提算法的简化网格的平均质量远高于两种对比算法。实验结果表明,在不扩大几何误差的情况下,所提算法不仅具有较强的细节特征保持能力,而且简化模型的网格质量较高,视觉效果较好。     

面向移动终端的三角网格逆细分压缩算法

针对移动用户的实时显示需求,提出一种基于逆细分的三角网格压缩算法.通过改进逆Butterfly简化算法,采用逆改版Loop模式,将细密的三角网格简化生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格;然后,通过设计偏移量小波树,将渐进网格进行嵌入式零树编码压缩.实验结果表明:该算法与以往方法相比,在获得较高压缩比的同时,运行速度较快.适用于几何模型的网络渐进传输和在移动终端上的3D图形实时渲染.     

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。     

保持各帧拓扑关系一致的三维时序网格简化

将经典的静态三维网格简化方法QEM引人到三维时序网格的简化过程中,通过计算每一条边在所有帧中的最小合并代价之和来选择误差最小的简化边,然后各帧同时对该边实施合并操作,从而保持各帧拓扑关系在简化后的一致性,为了保留更多重要运动特征处的细节信息,提出根据每一条边在各连续帧间的长度和折叠角的变化程度为其合并代价分配一定的权重系数,从而延迟变形较大的边的合并,使得简化后的时序网格模型具有更好的视觉效果,实验结果表明,文中方法不仅能够在简化后保持各帧拓扑关系一致,还能较好地延迟重要运动特征的简化。     

基于三维模型几何信息的纹理图像压缩

为进一步压缩三维模型数据,提高网络传输的速度,同时不降低模型渲染的视觉表现效果.提出了一种基于三维模型几何信息的纹理图像压缩算法.首先对模型三维网格做重网格化,使网格具备半正则的规则拓扑结构;然后利用半正则网格表面的几何信息对模型的三维特征点进行提取,对三维特征点在纹理空间的映射点应用k-means聚类算法获取感兴趣区域;最后结合基于感兴趣区域的嵌入式零树小波压缩算法,实现对模型纹理图像数据的编码和解码操作.实验结果表明,该算法提取的纹理图像感兴趣的细节区域更精确、压缩比高,经过解码和重建后的纹理图像在对三维模型表面贴图映射后具有更好的视觉效果.     

位移蝶形细分面片的渐进传输

随着三维激光扫描和建模技术的不断进步，三维网格模型的数据量越来越大．与此同时，无处不在的智能计算要求数据必须能够在网络上进行快速的传输，现有的三维网格渐进传输技术无论是基于任意拓扑结构网格的渐进网格技术，还是基于参数化细分面片的渐进传输技术，都存在着传输数据量大、渐进显示效果差的问题，针对这些缺点，提出了首先利用位移蝶形细分面片重建原来的网格模型，然后对于重建后的位移蝶形细分面片设计了一种新的数据简化方法，进而构造了一种渐进传输算法，该算法在减少传输数据总量的同时，提高了渐进传输的视觉效果。     

一种保留特征的网格简化和压缩递进传输方法

针对数字博物馆中三维藏品网络传输及传输过程中藏品特征保留的需要,提出了一种保留拓扑及纹理特征的网格简化方法,在三角形折叠简化算法的基础之上,通过引入边界三角形和色异三角形等概念,对误差矩阵的计算和误差控制方法进行了改进,保留了原始模型的几何边界和纹理属性等特征信息;并结合递进网格和压缩编码,构造了基于八叉树编码的递进网格文件,从而实现了基于网络的三维模型递进传输系统.     

渐进网格及其在移动计算中的应用

在移动计算中,3维图形通常是由几何造型的网格来表示。为了解决移动图形的存储、传输和显示问题,提出了一种基于逆细分的构建渐进网格的算法,给出了渐进网格通过网格传输和在移动终端上渲染3维图形的方法。细密的网格通过逐层地、分批地删除其冗余信息,最后生成由基网格和一系列误差值组成的渐进网格。在算法实施时,将Loop逼近型细分模式作为插值型细分模式进行操作。该算法共分3个关键步骤:网格分裂、奇点预测、网格更新。简化后的渐进网格可以无损还原。实验结果表明,该算法效率高,比以往的方法速度快。     

一种带噪声的密集三角网格细分曲面拟合算法

实现了一个从带噪声的密集三角形拟合出带尖锐特征的细分曲面拟合系统.该系统包括了一种改进的基于图像双边滤波器的网格噪声去除方法,模型的尖锐特征提取以及保持尖锐特征的网格简化和拓扑优化.为了处理局部细节特征和模型数据量问题,提出了自适应细分方法,并将根据给定精度估计最少细分深度引入到细分曲面拟合系统中,使得拟合得到的细分曲面模型具有良好的细节特征和数据量小等特点.大量3D模型实验结果和实际工程应用结果表明了该细分曲面拟合系统的有效性.     

多特征融合的网格模型简化方法

针对三维网格模型简化过程中的过简化和失真问题,提出一种利用多特征融合的度量方法引导三维网格模型的简化过程。该方法通过分析模型简化的误差度量准则和模型的特征信息,首先利用法向信息加权的二次误差方法度量模型的几何特征信息;然后采用三角形边长比信息加权的挠率度量模型的视觉特征信息;最后融合几何特征信息和视觉特征信息作为模型简化的多特征信息引导模型简化。实验结果表明,该方法可有效保证算法的计算效率,保持简化后模型的形态特征,解决了模型的过简化和失真问题。     

视点相关且拓扑可变的多分辨网格动态构造算法

随着近几年3维扫描和图形建模技术的快速发展,3维模型的数据量不断增大,其在存储、显示及传输上都面临巨大的挑战,因此,必须构造模型的简化表示。通过对当前网格模型动态简化算法的分析,提出了一种网格简化算法来构造拓扑可变的网格模型累进表示,在此基础上,通过对简化后的模型数据进行再组织,为简化模型建立了一种紧凑、灵活的动态多分辨率结构,并相应地给出了基于视点的动态简化算法。理论分析和实验结果表明,新方法能够随着视点参数的变化动态生成适当细节的简化模型,简化结果好,简化后的模型不仅能够较好地保留原模型的基本几何形状,而且能够较好地保留原始模型的颜色等属性特征,具有存储量小、适用范围广和自适应性强等特点。     

基于代价函数三角网格模型动态简化的研究

模型简化是解决复杂三维模型存储、传输、实时绘制与硬件处理能力的局限性之间矛盾的主要方法。介绍了三角网格模型简化相关技术和算法。目前基于边折叠的三角网格模型简化算法边折叠计算复杂,没有有效进行动态简化,结合Garland的二次误差度量算法和Hoppe的累进网格算法,提出了基于代价函数的三角网格模型动态简化算法。     

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.