基于特征保留简化的视点相关递进网格方法

人的视觉系统通常对模型的高曲率变化区域、尖角、边界等几何特格外敏感.本文在三角形折叠简化算法的基础上引入三角形的曲率因子,并将其加入到误差测量中,简化模型不仅保留了重要的几何特征,还根据模型表面的曲率变化合理的分配三角面片.本文还给出了一种基于三角形折叠的视点相关递进网格(VDMP)的构造方法.     

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。     

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     

基于控制点误差控制的网格简化算法

提出了一种基于控制点误差控制的网格简化算法，以初始网格三角形的中心点作为第一类控制点，以特征边的顶点作为第二类控制点，控制点与受控三角形之间的距离作为简化误差。根据设定的三角形权重，按照顺序进行三角形折叠操作，简化操作后必须满足控制点到受控三角形的距离小于阈值。     

基于边顶点重要度的网格简化算法及应用

基于三角形网格边折叠简化思想，提出一种基于边顶点重要度简化算法，采用一种改进的三角形网格数据结构，在预处理中利用二叉树对顶点重要度进行快速排序并记录三角形合并关系，得到所需分辨率下的近似网格模型。     

一种基于八叉剖分的近似曲率的边折叠简化算法*

为了提高三角网格模型简化的速度,满足实时显示的要求,并且有效地克服边折叠简化算法在低分辨率的状态下易丢失模型重要几何特征的问题,提出了一种基于八叉剖分的近似曲率的边折叠简化算法。采用八叉树结构自适应地分割网格模型空间,同时在各个区域中采用近似曲率的边折叠算法并行地进行边折叠操作。实验证明,该算法取得了不错的效果。     

一种改进的基于三角形折叠的模型简化算法

本文基于三角形折叠的网格简化算法,提出了一种改进的算法。算法计算三角形顶点到相关平均平面的距离的最大值,结合三角形的面积、表面属性和预设特征给出三角形权值,确定折叠次序;并能够用累进网格实现连续的层次细节模型。该算法实现简单,运算速度快,而且能够有效保持模型预设的重要特征。     

保持细节几何特征的三维网格模型轻量化算法

对三维模型进行轻量化的一个重要策略是利用网格简化算法减少模型表面的三角面片数量，其中广泛使用的边折叠算法相较于其他网格简化算法效率更高、简化效果更好，然而该算法存在简化过程中可能损坏或丢失部分细节几何特征的问题。为了解决上述问题，提出通过增加曲线近似曲率和模型待折叠边的一阶邻域三角形的平均面积作为惩罚因子，以优化原始算法的边折叠代价。首先，根据几何中曲线曲率的定义，提出了曲线近似曲率的计算公式；其次，在顶点法向量的计算过程中，使用面积加权和内角加权两个阶段对初始法向量进行修正，从而考虑更加丰富的模型几何信息。通过实验验证了优化后算法的性能，与经典的二次误差测度（QEM）算法、顾及角度误差的网格简化算法相比，优化算法处理后的模型的最大误差分别至少降低了73.96%和49.77%；与QEM算法相比，优化算法处理后的模型Hausdorff距离至少降低了17.69%。可见，在模型轻量化的过程中，优化算法能够减少模型的形变，更好地维持自身的细节几何特征。     

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.     

三角形网格模型顶点曲率的求解算法*

推导了一般三角形网格模型顶点的平均曲率、高斯曲率和主曲率的计算方法,考虑到经常遇到粗糙三角形网格模型,为提高其曲率计算方法的精度,结合Loop细分曲面算法,进一步拓展了该曲率计算方法.该算法用于具有特征保持的网格模型简化取得了良好的效果.     

Curvature estimation scheme for triangle meshes using biquadratic Bézier patches

When dealing with triangle meshes, it is often important to compute curvature information for the purposes of feature recognition, segmentation, or shape analysis. Since a triangle mesh is a piecewise linear surface, curvature has to be estimated. Several different schemes have been proposed, both discrete and continuous, i.e. based on fitting surfaces locally. This paper compares commonly used discrete and continuous curvature estimation schemes. We also present a novel method which uses biquadratic Bézier patches as a local surface fitting technique.     

离散曲率约束的三角网格模型拓扑分割算法

针对三角形网格模型简化中保持细节特征的要求,提出了依据离散曲率划分三角网格顶点的特性,并结合区域增长法自适应地确定拓扑分支的优化算法.每个顶点根据其相邻面片顶点的曲率值划分属性区域,并在区域生长过程中重复选择K-ring碟形区域中具有相似属性值的顶点作为种子.为了有效地探索凸凹形状区域,以曲率极值点作为初始点,提出了有效的区域增长及合并的策略,突出了模型的局部特征和拓扑结构.最后通过一系列实验验证了该算法的快捷性.     

面向辐射模拟的叶片模型的网格简化方法

针对冠层辐射模拟对模型精度要求高,而计算量大的问题,提出了一种适应于叶片模型网格简化的改进边折叠方法。在基于二次误差测度算法的基础上,在折叠代价中引入曲率变化及狭长三角形的判断,同时对于叶片模型边界的保持则采用半边折叠的方法。以枇杷为例,利用Artec手持激光扫描仪获取的叶片网格模型进行简化,并将简化后的叶片模型应用到辐射度计算,实验结果表明,在辐射度的模拟精度方面,相同模型简化前后的模拟结果变化幅度较小,可以满足辐射度模拟精度要求,而明显提高辐射度的计算效率;在可视化效果方面,简化后的模型能够保持叶片的主要形态结构特征,有着较好的可视化效果。     

基于改进Voronoi区域面积的Mark Meyer曲率估算方法

以微分几何曲率计算公式为理论基础,对常用的Mark Meyer离散点云曲率估算方法进行改进,提出基于Voronoi区域面积的改进Mark Meyer算法。针对Mark Meyer算法中Voronoi区域面积的计算进行改进,对于Voronoi区域中存在钝角的情形进行详细论述并且改进钝角三角形的计算公式,同时给出更为准确的面积计算方法。将该算法应用于球面、柱面、抛物面、马鞍面,计算结果表明该算法提高了离散点云曲率估算的精度和稳定性。     

三角网格模型顶点法矢与离散曲率计算

给出了一种新的面积角度加权的三角网格模型顶点法矢计算公式,在此基础上对Taubin离散曲率计算方法做了改进,采用质心距离权重代替面积权重,提出了新的离散曲率计算方法。实例表明,与原有公式及方法相比,该公式与方法的计算结果更为准确。     

Combinatorial manifold mesh reconstruction and optimization from unorganized points with arbitrary topology

In this paper, a novel approach is proposed to reliably reconstruct the geometric shape of a physically existing object based on unorganized point cloud sampled from its boundary surface. The proposed approach is composed of two steps. In the first step, triangle mesh structure is reconstructed as a continuous manifold surface by imposing explicit relationship among the discrete data points. For efficient reconstruction, a growing procedure is employed to build the 2-manifold directly without intermediate 3D representation. Local and global topological operations with ensured completeness and soundness are defined to incrementally construct the 2-manifold with arbitrary topology. In addition, a novel criterion is proposed to control the growing process for ensured geometric integrity and automatic boundary detection with a non-metric threshold. The reconstructed manifold surface captures the object topology with the built-in combinatorial structure and approximates the object geometry to the first order. In the second step, new methods are proposed to efficiently obtain reliable curvature estimation for both the object surface and the reconstructed mesh surface. The combinatorial structure of the triangle mesh is then optimized by changing its local topology to minimize the curvature difference between the two surfaces. The optimized triangle mesh achieves second order approximation to the object geometry and can serve as a basis for many applications including virtual reality, computer vision, and reverse engineering.     

基于曲面拟合的三角形网格简化

针对有限元网格简化问题,将边折叠和三角形折叠算法相结合,提出一种基于曲面拟合的网格简化方法。根据节点离散度识别网格特征,对具有不同特征的部位采用不同的简化策略从而实现自适应变密度网格简化。按长高比最优原则对合并后的节点进行预测,运用曲面拟合技术最终确定合并后的节点,达到优化网格和保持网格特征的目的。实验结果证明,该方法能在保证网格质量的前提下有效简化网格模型,提高CAE分析速度,最多可缩短75%的计算时间。     

离散三角网格模型顶点法矢量估算

提出一种新的三角网格模型顶点法矢估算方法,采用以三角网格顶点一阶邻域三角形的形状因子与顶点到三角形质心距进行综合加权的方法。同时指出：在同等三角网格曲面,随着三角网格划分精度的提升,网格顶点法矢估算精度有增大趋势;在同等网格划分精度条件下,对于平均曲率小以及平均曲率变化率小的三角网格模型,其网格顶点法矢估算精度也有增大趋势。实例计算和误差分析表明,该方法的计算结果更为精确合理。