基于组合四面体的模型简化算法

多层次细节模型的研究在大规模场景渲染和图形领域一直占据重要地位。为了最大化保持简化后模型中的重要视觉特征,在已有的模型简化算法基础上,采用顶点组合成四面体来计算各个顶点的特征度,并优先筛选出这些顶点,然后对其余符合条件的各个顶点进行边折叠优化。借助Open GL工具,以经典模型为例进行渲染并对结果作比较。实验结果表明,在低面片数少的情况下,仍然能更好地达到保持模型重要视觉特征的效果。     

面向网络应用的三维树木模型简化方法研究

在网络环境下进行三维树木模型的绘制与传输,不仅对模型逼真度有着较高要求,还更需保证网络交互的实时性。由于现有的基于几何或图像的三维模型简化方法无法满足网络应用对三维树木的模型细节和网络传输速度的要求,因此提出了一种面向网络应用的三维树木模型简化方法。该方法对树木枝干部分的骨架节点进行提取,并采用非均匀的骨架简化策略对树木模型的枝干部分进行简化;此外,还利用纹理树冠方法对树冠部分进行简化,通过采用凸包纹理模板贴图重构树冠,使得重构后得到的模型与原始模型具有很好的相似度。实验和应用结果表明,面向网络应用的三维树木模型简化方法在保证视觉质量的基础上,能进一步减少模型文件的存储容量,从而提高树木模型的绘制效率及其在网络中的传输速率。     

面向Web的机械产品三维模型简化算法研究

对机械产品三维模型数据量大不利于网络传输和Web显示的问题,提出了基于半边折叠的三维模型简化算法.通过引入顶点领域三角形平均面积、顶点领域三角形的法向量变化以及折叠边的边长,计算折叠代价,通过对折叠代价排序与预先设定好的阙值,对机械产品三维模型进行简化处理.实验结果表明,该算法有效减少了机械产品三维模型的数据量,提升了Web环境下机械产品三维模型数据传递和浏览器显示的流畅性,对机械产品分布式设计和制造技术的发展起到了促进作用.     

基于面积分布的三维模型检索算法

如何缩短检索时间和提高检索效率是三维模型检索中的两个关键问题.针对Osada等的D3形状分布算法对模型的内容描述不够充分和计算量较大的问题,计算模型质心与模型表面任意两个三角面片的重心构成的三角形的面积,利用统计出来的数据分别构建面积分布直方图,利用直方图进行模型匹配.实验表明,改进的D3算法提高了检索性能.     

基于顶点度的模型简化算法

针对基于二次误差度量的边收缩算法在计算大度顶点误差度量时计算量大,且收缩该类顶点关联边时易使关键点发生偏移而引起模型变动过大、简化不够准确的问题,提出了基于顶点度的模型简化算法.该算法不但提高了模型的简化质量,而且加快了模型的简化速度.     

基于面积分布算子的三维模型检索算法

在产品设计、3D制作等领域中经常使用大量的三维模型,但现有的基于属性的检索方式由于属性数据不全、不准的问题,搜索引擎还不提供有效的三维模型检索服务。提出了一种与CAD系统无关的基于面积分布算子的三维模型检索算法,该算法采用模型中顶点关联的三角形面积总和及平均面积构成的面积序列,对面积分布序列进行归一化操作和傅里叶变换等处理,得到最终的面积分布算子,将三维模型的相似度计算映射为面积分布序列的比较。在普渡大学建立的工程标准模型库(ESB)上对该算法进行了验证和比较。实验结果表明该算法客观反映了模型的相似程度,明显提高了传统的检索算法的效率和速度。     

一种基于视点的网格模型简化算法

在计算机图形学中,经常采用网格模型对物体和场景进行描述,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈.因此,必须对网格模型进行简化,目前的简化算法,主要是以网格模型几何误差的最小化为准则,而忽略了模型的视觉特征.本文提出了一种基于视点的网格模型简化算法,其简化准则是视觉特征的最优化,利用视点相关,建立视点与网格精度的对应关系,对距离视点较近的部分采用较密网格,对距视点较远的部分采用稀疏网格.实验结果表明,该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下,实现模型较大幅度的简化.     

基于最小类内差和最大类间差的图像分割算法研究

针对现有二维Otsu图像分割算法未考虑到目标和背景这二类像素自身的内聚性,提出一种新的自适应二维Otsu算法,算法通过待分割图像的二维直方图,分别统计类内的绝对差、类间总体离差以反映类内、类间的离散度,从而构造出新阈值判别函数.通过一种改进的遗传算法优化二维阈值判别函数,自动得到较理想的分割阈值.实验结果表明,与其它阈...     

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.     

基于频度中心理论的三维模型简化方法

针对三维模型传输技术中的模型简化问题,以边收缩算法思想为基础,应用网络节点频度中心理论(Degree Centrality),提出并实现了一种保持几何封闭性的模型简化方法.该方法能在保证简化模型逼真度的同时较好地保持模型的几何封闭性,避免孤立面的产生,并且生成了渐进网格文件,为模型提供了连续多分辨率的模型重建.实验证明了该方法的有效性.     

基于QEM以方差作为权值的3D网格模型简化

为了提高3D网格模型的简化速度和简化效果,采用半边结构表示模型,在拓扑重建过程中使用附加的索引表使拓扑重建时间复杂度由O（nlogn）降低为O（n）,在模型简化时,通过计算顶点相邻三角面片法向量的方差来确定顶点的重要度,并将其作为权值加入到Garland的二次误差测度公式QEM中,起到了很好的简化效果。与经典的Garland算法相比采用半边结构能直接获得邻接关系,加快了模型简化速度。在处理边界时对边界情况进行详细分类,既提高了简化速度又保留了模型外观。     

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。     

基于Creator的三维模型的简化研究

三维模型是虚拟现实系统中重要的组成部分,在三维模型的处理中存在两个主要问题：一是载入场景文件要花费很多时间;二是即使是在高性能的PC机上,浏览场景也是一件繁重而费时的事。当鼠标移动之后,场景变换要滞后几秒钟甚至几分钟。为此需要对模型进行优化,该文从简化模型和提高渲染速度两个方面介绍了基于Creator的优化三维模型及减少载入时间的几种方法。     

测量点集的简化及其隐式曲面重建误差分析

基于测量点集的模型重建是逆向工程中的关键环节,为提高模型重建精度和重建效率、保证为模型重建提供必需的信息,简化测量点集、分析重建误差是十分必要的。首先实现了一种测量点集的快速简化算法,然后提出了采用紧支撑径向基函数建立简化后点集的隐式曲面方程,从而实现重建误差分析的方法。实例结果表明,本文简化算法效率较高、效果良好,运用隐式曲面实现的重建误差分析为简化测量点集提供了误差依据。     

三维表面模型的快速切割算法

讨论了一个三维表面模型的快速切割算法.由改进的MC(marching cubes)方法抽取、构成了连续曲面的分组信息以及构成曲面的三角面片的层次包围盒信息，并利用记录了上述信息的B+树模型,完成了三维表面模型的快速切割算法.讨论的算法通过充分发掘和利用MC算法中所隐含的三角面片的包围盒信息和物体各部分间的三维相关信息，在对三维表面模型进行切割计算时,可以快速定位交点，并且根据交点信息，不必遍历模型的所有三角面片，而直接完成对整个被切割模型的分割.研究背景是髋关节整型手术中平面手术刀及球面手术刀对髋关节的切     

基于极半径曲面矩的三维模型检索

提出一种三维极半径曲面矩,并应用于三维模型检索.三维极半径矩是一种具有平移、旋转和缩放不变性的不变量,将三维极半径矩推广到三维极半径曲面矩获得了新的不变矩,该方法不需要将三角面片表示的三维模型数据体素化,从而提高了计算速度和计算精度.同时,基于这种三维极半径曲面矩的识别算法具有很好的识别率.     

三维CAD曲面模型距离-曲率形状分布检索算法

产品三维CAD模型检索对实现产品设计信息的有效重用具有重要意义和作用.针对在工程应用中存在大量含有曲面的产品,提出一种基于距离-曲率形状分布的三维CAD曲面模型检索算法.首先在模型表面随机取点,计算出所取点的曲率以及该点到模型质心的距离;然后以模型质心为球心,统计处在不同半径球壳间所取随机点的曲率分布,分别以球壳半径和曲率为坐标轴构建距离-曲率平面网格,并统计每个网格中随机点出现的频次,从而形成距离-曲率矩阵;最后利用特定的规则计算矩阵的相似值,用该值衡量2个模型的相似程度,实现模型的相似性检索.实验结果表明,文中算法的检索性能比传统的形状分布算法有较大提高,尤其适用于自由曲面模型的检索.     

基于表面颜色属性的三维模型检索

对基于表面属性的三维模型检索进行研究,提出了基于面积颜色分布、基于球面颜色分布、基于颜色球面调和的三维模型检索方法以及基于表面属性的融合方法.通过对模型表面进行按面积均匀采样来获取其颜色分布信息后形成基于面积颜色分布的特征.通过对模型进行均匀球面采样获取颜色分布信息形成基于球面颜色分布的特征.通过首先将模型表面颜色信息按等经纬度球面采样映射为球面函数,然后对其进行球面调和变换形成颜色球面调和特征.融合特征通过对以上特征的两组或3组依一定权值组合而得到.为验证基于表面属性的三维模型检索方法的效果,建立了一个包含有1171个颜色模型的测试库.实验结果表明以上方法均对基于表面属性的三维模型检索具有较好的检索效果且融合特征可以得到优于任何单一特征的检索效果.     

自适应最小误差阈值分割算法

对二维最小误差法进行三维推广, 并结合三维直方图重建和降维思想提出了一种鲁 棒的最小误差阈值分割算法. 但该方法为全局算法, 仅适用于分割均匀光照图像. 为 提高其自适应性, 本文采用Water flow模型对非均匀光照图像进行背景估计, 以此获 得原始图像与背景图像的差值图像, 达到降低非均匀光照对图像分割造成干扰的目的. 为进 一步提高分割性能, 本文对差值图像采用γ 矫正进行增强, 然后采用鲁棒最小误差 法进行全局分割, 从而完成目标提取. 最后本文对均匀光照下以及非均匀光照下图像进行了 实验, 并与一维最小误差法、二维最小误差法、三维直方图重建和降维的Otsu阈值分割 算法、灰度波动变换自适应阈值方法以及一种改进的FCM方法在错误分割率和运行时间上进 行了对比. 实验结果表明, 相对于以上方法, 本算法的分割性能均有明显提升.