基于距離加權(quán)的二次誤差測(cè)度的網(wǎng)格簡化算法.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)、醫(yī)學(xué)圖像系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)等領(lǐng)域夠構(gòu)造出的模型數(shù)據(jù)量越來越龐大，為了描述這些復(fù)雜度與精度日益提高的三維形體，人們通常使用三角形網(wǎng)格模型。但存儲(chǔ)、計(jì)算、交互顯示、傳送這些復(fù)雜的網(wǎng)格數(shù)據(jù)往往超出了目前計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)能力、處理與繪制速度、傳輸效率，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，遠(yuǎn)景物體沒必要顯示過多細(xì)節(jié)。因此，人們?cè)谘兄菩阅芨摺⑻幚硭俣雀斓挠?jì)算機(jī)的同時(shí)，也加緊提出了多種簡化模型的技術(shù)和

2、算法，在這些技術(shù)與算法中細(xì)節(jié)層次(LOD)模型是當(dāng)前對(duì)模型進(jìn)行簡化最常用與有效的方法之一。細(xì)節(jié)層次模型就是以不同的精度來表示場(chǎng)景中的各物體：以較精細(xì)的網(wǎng)格米表示離視點(diǎn)較近的物體，而以較粗糙的網(wǎng)格表示離視點(diǎn)較遠(yuǎn)的物體。 本義首先介紹網(wǎng)格簡化相關(guān)的背景知識(shí)，并對(duì)當(dāng)前幾類簡化算法做了深入探討，進(jìn)一步分析了各類算法的優(yōu)缺點(diǎn)，討論了簡化處理中的關(guān)鍵技術(shù)如簡化方法的選擇以及誤差度量準(zhǔn)則，在此基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)研究了三角形網(wǎng)格模型的簡化方法，給出

3、了建立視點(diǎn)相關(guān)的多層次細(xì)節(jié)模型的網(wǎng)格簡化算法：以三角形折疊為基本簡化操作，加權(quán)二次誤差測(cè)度作為折替誤籌控制三角形的簡化順序。在簡化過程中，引入了距離因子與三角形形態(tài)品質(zhì)因子：網(wǎng)格頂點(diǎn)與視點(diǎn)的距離因子使得產(chǎn)生的網(wǎng)格符合觀察需要的網(wǎng)格，與視點(diǎn)位萱相火；二角形形態(tài)品質(zhì)因子的引入，提高了簡化后新生成的二角形的形態(tài)品質(zhì)。根據(jù)三角形的折替代價(jià)，構(gòu)造一個(gè)簡化序列，誤差較小的二角形優(yōu)先得劍簡化，同時(shí)，采取了鄰域凍結(jié)辦法，避免了對(duì)模型的某個(gè)部位過度簡化與

4、過人三角形的出現(xiàn)；每次誤差排序后，可以一次簡化多個(gè)三角形，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)折疊簡化。在簡化率要求相同的條件下，連續(xù)折疊簡化的排序次數(shù)大大減少。 本文提出的改進(jìn)網(wǎng)格簡化算法在保持原有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，保留了其細(xì)節(jié)特征，能適應(yīng)各種特殊需求；由于采用了有效的誤差度量方法，生成模型的精度可控，通過調(diào)整誤差邊界，可獲得一系列多層次細(xì)節(jié)模型；改進(jìn)算法采取用戶給定誤差閾值，使簡化質(zhì)量達(dá)到用戶的不同化簡需求：改進(jìn)后算法的普遍性和實(shí)用性很強(qiáng)。最后，構(gòu)造