大型三维网格模型的简化及基于视点的LOD控制

传统的三维网格简化及多分辨率建模方法对数据量超出内存限制的大型网格模型已不适用．提出一种基于外存的网格简化和基于视点的细节层次控制方法．该方法建立在网格分割的基础上，利用分割边界的对应性，在一次遍历中对所有的网格分块进行简化，从而克服了通常的网格分割简化方法需要多次分割、重复简化的缺点；同时实现了针对大型网格模型的基于视点的选择件绘制．对模型进行绘制时，模型局部细节可以被快速抽取出来，并且网格的分辨率在整个模型表面呈连续分布．     

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。     

复杂场景中动态简化层次的构造

多细节层次描述（简称ＬｏＤ）是实时绘制复杂几何场景的一种有效工具。基于层次结构的动态简化方法能够根据视点的变化，实时连续地转换场景细节模型。本文提出了一种改进的动态网格简化框架，它利用顶点映射机制支持不同细节层次之间的快速连续转换，同时还给出了建立和维护复杂场景动态简化层次结构的方法。     

基于视点互信息的树叶实时简化方法

三维树木模型在虚拟地理环境,三维城市场景等领域中应用广泛,但由于树木中包含丰富的几何信息,难以对大规模的森林场景进行有效的渲染.为此我们设计了一种基于视点互信息(Viewpoint Mutual Information, VMI)的树木实时简化方法.在预处理中按照树枝间的拓扑关系将树木划分为具有父子关系的节点,然后根据VMI计算每片树叶在多个视点下的平均重要度并以此对树叶进行排序,重要程度较小的树叶在简化过程中将会被优先删除.实时简化过程中,我们提出了一种视点依赖的简化方法,大大降低了需要渲染的数据量.为了提高渲染森林场景时的性能,我们使用了多种渲染优化措施以避免不必要的细节层次(Level Of Detail, LOD)切换.     

地形环境的视点相关模型构造及仿真

实时显示大尺度地形环境是环境是视觉仿真系统的需要，地形的精细程度与视点相关是解决绘制精度和速度的有效手段之一。该文根据视点相关模型的原理，分析了地形模型构造的一般算法，对模型简化过程中的合法性检测，数据结构和排序提出了改进方法，并在微机上进行了仿真，取得较好的效果。     

渐进网格简化模型的改进算法

渐进网格模型可以用于层次细节的实现、三维网格的简化及重建等.改进并实现了一种渐进网格生成算法,针对渐进网格在简化和重建过程中各边权值计算中出现的误差,给出一种改进的权值公式,以便更精确地确定各边的优先级.同时针对简化过程中,各个块之间会出现裂缝,提出裂缝消除的方法.实验结果表明,该方法可以有效的简化模型,以满足用户的需求并提高效率.     

网格简化算法的比较

对近年来提出的各种网格简化算法进行了比较、分类,描述了在简化过程中引入的逼近误差及各种控制误差的策略。     

基于视点的网格模型快速简化算法

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。文章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。     

基于三角形折叠的网格简化算法

在计算机图形学中，物体常常用三角形网格模型来描述。本文提出了一种新的基于三角形折叠的网格简化算法。该网格简化算法不仅能减少模型中的三角形数目而且能保持模型拓扑结构。算法给出了一种基于点到平面距离的有效的误差控制方法，并能在用户指定的误差范围内通过使原始网格中的三角形折叠达到大量简化的目的。该算法实现简单并且速度快。另外为了有效地支持多分辨率模型的表示以及相邻层次模型间的连续过渡，本文还给出了一种基     

视点相关的复杂模型的简化算法

为克服Hoppe边折叠算法存在计算量很大,运行速度很慢的缺点,在Garland边折叠算法基础上,将边折叠算法与视点相关因子相结合,对复杂模型进行了简化,并使用改进的多边形模型的数据结构,实时动态地生成了多层次的LOD模型。实验结果表明,该算法能够在保留模型重要的几何特征的前提下,实现模型较大幅度的简化。     

基于自适应空间刨分的网格简化算法

提出了一种基于自适应空间刨分的网格简化算法，算法首先对模型中的所有的顶点进行量化赋予一个二次误差阵，并将它们视为一个簇，然后沿坐标轴方向将它们刨分成八个子簇并不断迭代刨分生成新的子簇直至达到指定的精度，将最终的离散点集用适当的方法重新进行三角化，得到简化模型，该算法不仅速度快，能在任意限定的时间内产生一个可显示的结果，而且结果质量也很好.另外，本文还用给出的实例与其他相关算法进行了比较．     

带纹理的三维模型简化算法

三维物体的几何造型中,物体通常用三角形网格来描述.随着计算机建模、仿真,虚拟现实与可视化技术的发展,经常会遇到带有纹理的三角形网格模型的简化问题.为此,提出一种带纹理的三角形网格模型简化算法.该算法中综合考虑了模型几何信息以及纹理信息的全局误差,并通过记录每步边折叠操作来消除累计误差,最终生成在形状和纹理上与原始模型最相似的简化模型.     

支持外观属性保持的三维网格模型简化

对已有的三维网格简化技术进行分析,利用半边折叠操作对QEM(quadric error metric)算法进行改进,提出了一种基于二次误差测度(QEM)的网格简化算法,解决了非连续外观属性在简化过程中的畸变问题.通过分析顶点与非连续外观接缝的关系,得出了一个新的边折叠代价公式,使得外观畸变在简化过程中尽可能地推迟;并且在执行半边折叠时给受影响的三角形找到了合适的替换wedge,避免外观畸变的发生.实验结果表明,该算法保持了QEM 算法的高效性,同时在几何属性和外观属性上都取得了令人满意的简化效果.     

基于强制约束的非均匀网格简化算法

在工程中通常采用三角形网格描述几何物体,但是网格模型的大数据量成为后续处理的瓶颈,因此三角形网格模型的简化成为了多个领域中的研究热点。文章针对逆向工程中的特殊简化要求,提出了一种强制约束下的非均匀网格简化算法。对于工程应用实例的简化计算,可以得到与原始网格拓扑一致的非均匀简化网格,表明了所提出简化算法的有效性。     

基于变分网格的曲面简化高效算法

根据变分网格逼近表示所定义的全局误差能量,提出一种局部贪心优化算法.该算法通过控制目标网格分片数来简化网格,通过种子的自适应选取来达到理想的简化效果,具有直观的几何意义.该方法计算量较小,效率较高,能够有效地应用于几何造型系统中.     

基于超包络的三角形网格简化算法

文章提出了一种基于超包络的三角形网格简化算法.该算法不仅适用于任意拓扑结构的网格,而且能定量控制简化的全局误差,具有速度快、效果好的优点.在此算法的基础上,文章提出了一种连续细节层次模型的生成方法,并给出一组实例,说明了算法的有效性.另外,文章还将此算法与其他具有全局误差控制的简化算法进行了比较.     

一种基于块和视点相关的大范围地形简化方法与实现

文章简要总结了LOD进行地形简化的一般方法,介绍了一种通过稀疏采样技术实现LOD自动生成的算法。结合DEM均匀网格模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,同时考虑了视点视向相关因素的影响,建立了多LOD数据结构保存各层模型,大大降低了大范围地景的复杂度和计算量,有效地简化了地表模型的绘制,提高了地景生成效率。该方法通过VisualC++6.0和OpenGL编程实现了一个三维的复杂地景生成系统,进一步验证了算法的有效性。     

一种基于视点的LOD生成方法

总结LOD自动生成的一般算法，结合渐进网格模型与实际视觉效果中视点位置和角度对场景细节程度的影响，以与视点相关的因子作为简化标准，根据视点的参数对二叉顶点树的节点进行合并或展开调整模型个部分的细节层次。简化过程采用渐进网格结构，建立了多层次LOD数据模型，有效的简化了地形模型的绘制，提高了生成效率，使得生成的三维地形有较高的可视性和真实感。