基于圖形旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的非流形表面轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、在三維重建和大多數(shù)建模操作過程中會產(chǎn)生非流形表面，非流形表面是具有更為復(fù)雜拓?fù)湫再|(zhì)和描述的拓?fù)浔砻妫袝r用戶也主觀的需要一些非流形表面。然而，大多數(shù)應(yīng)用在多邊形表面的圖形學(xué)算法和操作要求多邊形表面必須為流形性，比如細(xì)分，簡化，平滑，壓縮等操作算法都需要初始網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的多邊形表面為有效的，健壯的流形表面。重新設(shè)計修改圖形學(xué)算法使之適用于非流形表面的做法復(fù)雜度比較高，且不易實(shí)現(xiàn)。因此，為了使已經(jīng)產(chǎn)生的非流形表面能夠有效的適用于現(xiàn)有的、成熟的圖

2、形學(xué)算法，又能達(dá)到三維建模效果上的真實(shí)感，我們提出了將已經(jīng)產(chǎn)生的非流形表面轉(zhuǎn)化為一個在幾何外觀上相近似的流形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法。
　　 為了能夠正確描述非流形表面，我們選用以面為基礎(chǔ)的網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一雙鏈面表DLFL，對其邊結(jié)點(diǎn)的指針數(shù)組進(jìn)行擴(kuò)展，使之不僅能夠繼承原數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所包含的豐富的拓?fù)湫畔?，而且能夠描述和顯示非流形邊。在此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行非流形邊和非流形點(diǎn)的搜索標(biāo)記。
　　 非流形表面的轉(zhuǎn)化主要分為非流形邊和非

3、流形點(diǎn)的轉(zhuǎn)化，我們首先進(jìn)行非流形邊的轉(zhuǎn)化，在非流形邊轉(zhuǎn)化后的基礎(chǔ)上搜索非流形點(diǎn)，然后對非流形點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
　　 現(xiàn)有非流形邊的轉(zhuǎn)化修復(fù)算法主要強(qiáng)調(diào)如何在簡化中轉(zhuǎn)化和消除非流形邊，沒有考慮到三維模型的外觀與連通性，并且在轉(zhuǎn)化的過程中會產(chǎn)生新的非流形表面。通過對切割-縫合操作的研究，我們提出了打洞-建管操作的方法，將共享同一非流形邊的各個結(jié)構(gòu)體相鄰之間打洞-建管，那么每個共享非流形邊的結(jié)構(gòu)體都與其他結(jié)構(gòu)體相連通，這樣既能有效的轉(zhuǎn)化為

4、幾何外觀上與非流形表面相近似的流形結(jié)構(gòu)，又能保證不會產(chǎn)生新的非流形邊。
　　 現(xiàn)有的非流形點(diǎn)轉(zhuǎn)化算法大多僅能產(chǎn)生一種拓?fù)渖戏蛛x的流形結(jié)構(gòu)。為避免建管數(shù)量和角度問題，我們在建管操作的基礎(chǔ)上，提出在相鄰近的共享非流形點(diǎn)的兩個結(jié)構(gòu)體之間進(jìn)行打洞-建管操作的策略。這樣可以得到拓?fù)渖线B通的流形描述，并且可以保證不會產(chǎn)生新的非流形表面。
　　 最后，我們利用Doo-Sabin算法對轉(zhuǎn)化后的網(wǎng)格表面進(jìn)行細(xì)分，證明非流形表面已經(jīng)轉(zhuǎn)化為與