網(wǎng)格簡(jiǎn)化和曲面細(xì)分的研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)、多分辨率分析、三維動(dòng)畫造型、醫(yī)學(xué)圖像重建、工程曲面造型、CAD等領(lǐng)域，對(duì)于大規(guī)模的物體模型，為刻畫出物體的表面細(xì)節(jié)特征，相應(yīng)的三維模型往往需要數(shù)量相當(dāng)龐大的三角網(wǎng)格構(gòu)建得到。巨大的數(shù)據(jù)量給計(jì)算機(jī)的處理和存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸以及實(shí)時(shí)顯示都會(huì)帶來很大的困難，因此，有必要對(duì)三維模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。與此同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)視覺中對(duì)于物體真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和交互性的要求日益增強(qiáng)以及幾何設(shè)計(jì)對(duì)象多樣性、特殊性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性趨勢(shì)的日益明顯

2、，如何逼真地描述物體已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、人體建模軟件等應(yīng)用方面的迫切需求。因此，有必要對(duì)得到的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)分，以提高模型曲面的精度和光順性，增強(qiáng)視覺效果。
　　 本文在應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像圖形處理、CAD、圖形學(xué)與顯示等方面的新技術(shù)、新成果的基礎(chǔ)上，研究網(wǎng)格簡(jiǎn)化和曲面細(xì)分方向的理論、應(yīng)用問題及其有效解決方法。通過對(duì)已有簡(jiǎn)化方法進(jìn)行研究和分析，選定Garland的二次誤差測(cè)度(QEM)簡(jiǎn)化算法為基礎(chǔ)算法。然后結(jié)合模型特征，在經(jīng)典

3、的QEM簡(jiǎn)化算法基礎(chǔ)上，將三角網(wǎng)格模型頂點(diǎn)的離散曲率和三角網(wǎng)格面積引入到二次誤差測(cè)度的計(jì)算中，提出一種基于離散曲率和面積的QEM網(wǎng)格簡(jiǎn)化改進(jìn)算法，得到模型的初始控制網(wǎng)格。在對(duì)原始模型進(jìn)行簡(jiǎn)化時(shí)，推遲曲率較大區(qū)域的收縮順序，保證邊收縮操作主要向曲率較小的方向進(jìn)行，使得模型的關(guān)鍵特征得以保留；同時(shí)將三角網(wǎng)格的面積引入二次誤差測(cè)度矩陣中，在曲率相同的情況下，優(yōu)先保留面積較大的頂點(diǎn)。簡(jiǎn)化模型能夠依照、曲率的變化合理地分配網(wǎng)格數(shù)量，在彎曲程度較大