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巨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络中的三角形折叠达到大量简化的目的．该算法实现简单且速度快．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于三角形折叠的累进网格的构造方法．文中给出的一组实例说明了该算法的有效性．

带属性的三角网格模型简化算法研究

在计算机视觉、计算机仿真、网络传输中 ,经常遇到带有颜色、纹理等属性的三角网格模型的简化问题 .文中提出一种带属性的三角网格模型简化的算法 ,该算法将表征网格顶点信息的向量由简单的三维几何信息扩展到包含颜色、纹理等附加信息的多维向量 ,在 Rn空间中用对称 Hausdorff距离控制网格简化顺序和精度 ,既保证了简化网格模型在几何上与初始网格模型尽可能地相似 ,又较好地保存了初始网格模型的颜色。

基于超包络的三角形网格简化算法

文章提出了一种基于超包络的三角形网格简化算法．该算法不仅适用于任意拓扑结构的网格，而且能定量控制简化的全局误差，具有速度快、效果好的优点．在此算法的基础上，文章提出了一种连续细节层次模型的生成方法，并给出一组实例，说明了算法的有效性．另外。

多细节层次模型间的平滑过渡

对虚拟现实中多细节层次模型间的平滑过渡技术进行了详细讨论 ,提出了一种基于顶点删除的累进网格的构造算法和一种模型的不同细节层次间的插值算法 .文中给出的一组实例说明了本文算法的有效性 .

基于特征的三维模型简化算法研究

细节层次模型(Level of Detail,LOD)是模型简化最有效的方法之一。针对以往细节层次模型简化算法对模型的特征与边界处理的不足,提出了一种基于特征的LOD模型简化算法,并给出了一种针对模型特征与模型边界的折叠代价函数,较好的解决了以往算法生成LOD模型时对模型重要特征与边界处理的不足,在对原始模型简化的同时,能够很好的保留模型的边界与特征。实验结果证明了算法的高效、可靠,既保持模型细节特征,又减少了模型简化误差。

网格的渐进几何压缩

提出一种渐进几何压缩算法.通过对简化算法的改进,网格模型由基网格及多组顶点分裂操作序列表达.当从一层网格向下一层精网格细化时,该组顶点分裂操作序列中的分裂操作顺序是任意的.因此,改进的渐进网格表示可改变每组顶点分裂操作的排序,实现高效率编码.设计了Laplacian几何预测器,通过相邻顶点来预测新增顶点位置,并对位置校正值进行量化及Huffman编码.实验结果表明,该算法可获得高压缩比,适合几何模型的网络渐进传输.

支持快速恢复的可逆递进网格及其生成方法

递进网格是一种有效的连续多细节层次模型的表现方式．该文提出了一种新的递进网格模型，具有无二义性、恢复速度快和支持多种类型的网格等特点．文章还给出了支持这种网格模型的网格简化处理方法．

支持外观属性保持的三维网格模型简化

对已有的三维网格简化技术进行分析,利用半边折叠操作对QEM(quadric error metric)算法进行改进,提出了一种基于二次误差测度(QEM)的网格简化算法,解决了非连续外观属性在简化过程中的畸变问题.通过分析顶点与非连续外观接缝的关系,得出了一个新的边折叠代价公式,使得外观畸变在简化过程中尽可能地推迟;并且在执行半边折叠时给受影响的三角形找到了合适的替换wedge,避免外观畸变的发生.实验结果表明,该算法保持了QEM算法的高效性,同时在几何属性和外观属性上都取得了令人满意的简化效果.

面向移动终端的三角网格逆细分压缩算法

针对移动用户的实时显示需求,提出一种基于逆细分的三角网格压缩算法.通过改进逆Butterfly简化算法,采用逆改版Loop模式,将细密的三角网格简化生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格;然后,通过设计偏移量小波树,将渐进网格进行嵌入式零树编码压缩.实验结果表明:该算法与以往方法相比,在获得较高压缩比的同时,运行速度较快.适用于几何模型的网络渐进传输和在移动终端上的3D图形实时渲染.

保持细节特性的局部误差渐进网格简化算法

针对三维模型简化过程中生成渐进网格时存在局部区域精度与效率平衡优化的问题,提出一种基于局部区域环间法矢夹角变化的半边折叠渐进网格简化算法.首先,获取三维数据点的一环邻近点构成的邻域局部区域受重心度量距离约束的法矢,再获取与一环邻域三角形集合点有交集的三角形集合作为二环邻域区域;然后,以这两个局部区域法矢点乘的值为边折叠的折叠代价,该值越小表示该区域越趋向于平面,应优先简化,否则予以保留;最后,采用三角形内角判断方法来保证简化后网格中三角形的正则度,以减小变形引起的误差.实验结果表明,所提算法在三维模型渐进网格简化中局部细节特性保持和效率上得到较好的平衡,能够满足实际应用的需要.

基于外存的大规模虚拟环境交互漫游

针对大规模虚拟环境的交互漫游,提出了一种基于外存的场景数据组织方法,并给出了相应的交互漫游算法。首先将场景数据分块组织成八叉树层次结构,然后为每个八叉树节点生成渐进网格表示。在实时绘制阶段,利用八叉树层次进行粗的全局细化,利用渐进网格进行细的局部细化。该方法可以对具有上千万三角形面片的大规模虚拟环境进行交互绘制,并且可以得到连续的LOD变化,消除交互漫游时的“Popping”(跳跃)现象。

三维几何数据压缩研究进展

三维几何数据压缩是指对描述三维场景的模型数据进行压缩，以便于模型数据的存储和网络传输，在分布式虚拟现实、协同应用、多用户视频游戏、模型数据在计算机内部的存储和传输有着非常重要的意义．文中介绍了三维几何数据压缩方法，分面向单分辨率模型的压缩和面向多分辨率模型的压缩两类进行阐述，并讨论了当前最新的研究进展，分析了目前尚存在的问题和研究前景．

边界特征保持的网格模型分级二次误差简化算法

在参考张量投票理论的基础上,结合二次误差简化算法,提出一种边界特征保持的几何网格模型分级二次误差简化算法.首先根据张量投票理论对三角网格顶点进行面点、边点、角点类型分类;然后对各边对按照二次误差简化算法进行边折叠代价计算;再将分类顶点按照设定的等级权重加入边对折叠代价中,从而保证渐进式简化过程中能够对顶点进行分级简化.实验结果表明,该算法不但能实现渐进简化,而且能按需保留模型的整体特征和细节特征.

卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的弹流润滑渐近网格加密算法

针对数值求解卷吸速度方向与椭圆短轴成一夹角的重载薄膜弹流润滑问题,提出将渐进网格加密(progressive mesh densification,PMD)算法的思想应用于此类问题的求解,建立了此类问题雷诺方程的离散差分格式,运用快速傅里叶变换算法计算点接触弹性变形,采用PMD网格跳转方法加速迭代收敛,最后得到此类问题的完全数值解和油膜形状分布图,并与前人的实验数据进行了对比分析。结果表明:在重载薄膜润滑条件下,数值求解结果与前人的实验结果相一致;与直接在最终网格上进行迭代相比,文中提出的方法可以在粗糙网格上迅速消除误差,为高密度网格提供更好的初值,从而使计算收敛速度提高1倍以上,证明了PMD算法在求解此类问题时具有良好的收敛性和有效性。

一种面向移动3D图形的几何简化方法

移动3D图形计算是无线网络和图形学高速发展产生的新研究领域.由于无线网络带宽和移动终端设备显示分辨率的限制,需要将3D图形进行分解压缩,依据不同的分辨率进行内容转码.提出了一种基于改进Loop细分的几何模型简化算法.一个稠密的几何网格通过反复操作3个步骤:顶点分裂、奇点预测和重新三角化,生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格.在奇点预测过程中,将改进Loop细分模板作为预测器.由于Loop细分相关联的顶点数目少,提高了几何模型简化和重建的速度.渐进网格易于在无线网络上渐进传输,并可在移动终端上无损重建3D图形.实验表明,算法简单、效率高,适用于移动环境下3D图形的应用.

大规模地形模型的多分辨率显示技术研究

随着虚拟现实和三维显示技术的发展,人们开始研究高精度的大规模地形模型的显示与传输问题。目前较为流行的是采用LOD(levelsofdetail)技术。尤其在微软的渐进格网(ProgressiveMesh)技术出现后,此类问题的研究成为了热点。但是对大规模地形模型应用渐进格网技术仍存在许多困难,为此该文在国防科工委基础理论研究基金的支持下就此问题展开了研究,提出了一种基于块的大地形模型多分辨率显示技术。

自适应视相关LOD模型的动态构建及其更新

在三维表面模型的渐进格网表示法的基础上,提出了一种具有拓扑保持特性的自适应视相关LOD模型的实时动态构建及其更新方法.算法利用渐进格网对原始高分辨率模型进行表示,并根据边折叠的先后顺序构建相应的层次二叉树,在视相关LOD模型的实时动态构建及其更新过程中,顾及包括视点、视方向、视场角、表面法向以及顶点影响范围等几乎所有与视觉效果相关的参数对结果模型的影响,进而构建相应的视相关LOD模型.与传统的静态LOD表示法相比,本文算法可以根据需要有选择地对局部格网进行简化或加密,结果LOD模型中允许多种不同的分辨率共存,在保证渲染效果的同时,有效地减小了模型表达的数据量、加快了模型的渲染速度.通过实例验证了该算法的有效性和实用性.

基于图形旋转系统的渐进网格研究

拓扑简化可以为渐进网格带来更好的效果,但目前几乎所有的渐进网格方法都不支持拓扑简化,而且edgecollapse和vertexsplit操作有时会产生非流形.针对这些问题,提出了基于图形旋转系统的渐进网格法.以基于图形旋转系统的数据结构和操作实现了渐进网格,用图形旋转系统的操作集合构建了edgecollapse和vertexsplit操作.在此基础上,通过扩展新操作即可进行任意拓扑变化,从而实现拓扑简化.

渐进网格及其在移动计算中的应用

在移动计算中,3维图形通常是由几何造型的网格来表示。为了解决移动图形的存储、传输和显示问题,提出了一种基于逆细分的构建渐进网格的算法,给出了渐进网格通过网格传输和在移动终端上渲染3维图形的方法。细密的网格通过逐层地、分批地删除其冗余信息,最后生成由基网格和一系列误差值组成的渐进网格。在算法实施时,将Loop逼近型细分模式作为插值型细分模式进行操作。该算法共分3个关键步骤:网格分裂、奇点预测、网格更新。简化后的渐进网格可以无损还原。实验结果表明,该算法效率高,比以往的方法速度快。

一种面积加权的半边折叠网格简化算法及其递进网格构造

以二次误差度量方法的边折叠为基本方法 ,实现一种面积加权半边折叠三角形网格模型简化的算法 .该算法除了考虑顶点周围三角形的法向量外还考虑其他几何特征如三角形面积等来计算边的折叠代价 ,能够有效地对网格模型进行简化 ;采用递进网格表示方法存储网格信息 ,能够生成连续的细节层次模型 ,支持模型的多分辨率表示、任意精度简化等操作 .文中还给出了应用实例和分析数据 .