基于二次誤差測(cè)度的三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及,影視動(dòng)畫、游戲動(dòng)漫、生物醫(yī)學(xué)等3D產(chǎn)品的消費(fèi)和使用,已成為普通大眾生活和工作的一部分,立體取代平面、虛擬模擬現(xiàn)實(shí)的3D技術(shù)帶領(lǐng)我們踏入一個(gè)看似虛擬但卻真實(shí)的立體世界.然而,3D技術(shù)帶來便利的同時(shí),也產(chǎn)生了不和諧因素——有限的網(wǎng)絡(luò)傳輸、計(jì)算機(jī)圖形處理能力成為精密3D數(shù)據(jù)模型實(shí)時(shí)顯示和傳輸?shù)钠款i,同時(shí),包含大量冗余數(shù)據(jù)的模型對(duì)網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)資源也造成了巨大浪費(fèi).因此,3D網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化算法的研究工作具有

2、重要的現(xiàn)實(shí)意義.
　　本文的主要研究目標(biāo)是提出并實(shí)現(xiàn)基于QEM的三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法的改進(jìn),使基于QEM的三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法在此基礎(chǔ)上更加完善,以推動(dòng)三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法朝著快速準(zhǔn)確的方向發(fā)展.
　　為更好地研究并提出一種高效的簡(jiǎn)化算法,本文對(duì)網(wǎng)格簡(jiǎn)化的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討,并提出新算法.本文的研究工作主要包括以下三個(gè)方面:
　　1.分析了三角網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化算法研究背景及意義,總結(jié)現(xiàn)有網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法,并提出現(xiàn)階段網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法需要解

3、決的問題.總結(jié)現(xiàn)存比較常用的兩類誤差度量方法,對(duì)比基于外觀相似度和基于幾何相似度兩類誤差測(cè)度的優(yōu)劣,加深理解.總結(jié)比較常用的特征保持因子的優(yōu)缺點(diǎn),如三角形局部區(qū)域面積、折疊頂點(diǎn)曲率、三角形幾何形狀等,分析并比較各特征因子應(yīng)用于三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化時(shí)的性能差異,確定本文采用的特征保持因子.
　　2.針對(duì)現(xiàn)有算法在網(wǎng)格簡(jiǎn)化中存在的特征保持效果差、簡(jiǎn)化結(jié)果均勻、簡(jiǎn)化速度慢等問題,提出一種基于特征保持的三角網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能較為完

4、善的網(wǎng)格簡(jiǎn)化系統(tǒng).
　　深入研究三角形折疊算法思想以及二次誤差測(cè)度對(duì)模型簡(jiǎn)化誤差的控制.將三角形的狹長(zhǎng)度 iL(long and narrow degree)、局部區(qū)域面積LRA(Local Region Area)以及局部區(qū)域的尖銳度LRA T(local region sharpness)三個(gè)特征保持因子應(yīng)用到改進(jìn)算法中.簡(jiǎn)化前對(duì)原始模型的三角形預(yù)分類,延遲特征三角形的簡(jiǎn)化,優(yōu)先簡(jiǎn)化特征不明顯區(qū)域的三角形,同時(shí),對(duì)于新頂點(diǎn)的位

5、置確定,不同的三角形采取不同的處理方法,避免進(jìn)行過多運(yùn)算,以降低算法的時(shí)間復(fù)雜度.完善算法思想、算法步驟,完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及算法編寫,通過幾種模型的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)算法的有效性與合理性進(jìn)行簡(jiǎn)要地分析.實(shí)驗(yàn)證明,算法較好地保持了模型原始特征,簡(jiǎn)化速度較快.
　　3.針對(duì)當(dāng)前許多模型都是帶屬性的三角網(wǎng)格模型,研究現(xiàn)有帶屬性網(wǎng)格模型的簡(jiǎn)化算法,熟悉模型顏色屬性的保持方法和原理,并應(yīng)用于第三章提出的改進(jìn)的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法中,提出一種能夠簡(jiǎn)化帶屬性