通用3D模型文件格式和算法的研究及其OpenGL实现

在探讨计算机图形学的几何造型理论基础上,提出了一种通用的3D模型文件格式(G3D)。这种采用流形三角形网格的3D模型在数学形式上是合式的,这种3D文件格式是开放的,具有可扩展性和连续的LOD能力,进一步可作交互显示、基于刚体的动画和CPM传输。然后,分析了几种典型的LOD算法,并采用OpenGL的图素构造法和交互式动画编程加以实现。最后,还探讨了CPM压缩格式定义。对自定义的三维电子文档处理、重用三维内容、Web上可视化等应用研究有很好的参考价值。

三维网格压缩方法综述

针对三维网格大数据量与三维图形引擎处理能力及网络带宽限制之间的矛盾,三维网格压缩编码技术提供了一系列解决方法。本文从静态压缩和递进网格两个角度分类,以拓扑信息驱动和几何信息驱动为两条主线,归纳比较了国内外近十年来三维网格压缩的各种方法,并给出其未来发展趋势。

基于半边结构和3^(1/2)细分的渐进网格生成方法

渐进网格可以满足生成多分辨率模型的需求.在现有渐进网格生成方法中,一个顶点的简化往往关联四个以上的相邻顶点.并且,现有方法多采用网格的点面列表结构表示.本文采用3^(1/2)细分预测方法生成渐进网格,每个顶点的存储仅关联三个相邻顶点.同时也使用半边数据结构替代网格的点面列表表示形式,加快了邻接信息查询.实验结果表明,本方法提升渐进网格的空间效率,缩短渐进网格的生成时间.

关于三维网格压缩和渐进传输问题的几点探讨

通过对渐进网格(PM)和压缩渐进网格(CPM)技术的探讨,提出了在采用线性插值的方法分批传输压缩数据的同时,动态细化3D模型的几何网格。相应地,对CPM算法进行了简化,以减少解压时的开销,在CPM的基础上使渐进细化网格有更好的显示效果。

渐进网格中真实选择细化技术的探讨

三维几何模型的选择性细化,是在几何网格LOD技术基础上,依据某种标准(如视点的位置、角度)对网格进行局域精简或细化,以尽可能少的顶点数来再现原模型的细节。其核心是顶点拓扑信息记录、检索方式。真实选择细化技术的优点在于将精简和细化操作局限在顶点及其领域上,不会产生可能失控的连锁反应。就此方法应用于采用半边缩减的渐进网格上,提出了具体的拓扑压缩数据结构方案,并对该结构的实现条件提出建议。该方案结构紧凑,适用于大型三维几何模型通过互联网进行传输并适于在个人电脑上进行动态显示。

三维纺织基疝修复假体的压缩性能定量研究

三维纺织基疝修复假体良好的抗压缩性能是保证疝气治疗无张力手术的关键,然而目前对于其抗压缩性能的评价尚无量化研究。为此,通过采用压缩仪探索定量表征三维纺织基疝修复假体抵抗压缩性能的测试方法及指标,进而获得影响测试结果的主要因素。结果表明:压缩仪测试可定量表征三维纺织基疝修复假体的压缩性能;压缩强力、应力松弛率和塑性变形率可较全面地评价三维纺织基疝修复假体的压缩性能;约束环直径和压缩量等测试参数对三维纺织基疝修复假体的抗压缩性能指标均有明显影响;三维疝修复假体的压缩测试最佳参数为3 cm直径约束环,30%压缩量。

基于逆3^(1/2)细分的渐进网格生成算法研究

提出一种基于逆3^(1/2)细分的渐进网格生成算法,用于解决图形的快速传输和显示问题。算法的基本思路是:将细密网格通过边折叠操作得到简化网格,以细分极限点逼近原始网格为准则进行网格调整,采用3^(1/2)细分得到高密度网格,调整后进行逆3^(1/2)细分,即逐层次删除部分顶点,生成用于重构渐进网格模型的基网格,并记录每层删除顶点在采用本层表示时相对于细分计算位置的几何调整量。3^(1/2)细分过程中三角片数量增长速度较慢,采用逆3^(1/2)细分利于生成多层次的渐进网格,经实例验证,逆3^(1/2)细分生成渐进网格的效果能满足快速、多分辨率显示要求。