網(wǎng)格簡化和曲面細分的研究.pdf

1、在計算機圖形學與虛擬現(xiàn)實、多分辨率分析、三維動畫造型、醫(yī)學圖像重建、工程曲面造型、CAD等領域，對于大規(guī)模的物體模型，為刻畫出物體的表面細節(jié)特征，相應的三維模型往往需要數(shù)量相當龐大的三角網(wǎng)格構(gòu)建得到。巨大的數(shù)據(jù)量給計算機的處理和存儲、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸以及實時顯示都會帶來很大的困難，因此，有必要對三維模型進行簡化。與此同時，隨著計算機視覺中對于物體真實性、實時性和交互性的要求日益增強以及幾何設計對象多樣性、特殊性和拓撲結(jié)構(gòu)復雜性趨勢的日益明顯

2、，如何逼真地描述物體已經(jīng)成為計算機動畫、人體建模軟件等應用方面的迫切需求。因此，有必要對得到的簡化模型進行進一步細分，以提高模型曲面的精度和光順性，增強視覺效果。
　　 本文在應用計算機圖像圖形處理、CAD、圖形學與顯示等方面的新技術(shù)、新成果的基礎上，研究網(wǎng)格簡化和曲面細分方向的理論、應用問題及其有效解決方法。通過對已有簡化方法進行研究和分析，選定Garland的二次誤差測度(QEM)簡化算法為基礎算法。然后結(jié)合模型特征，在經(jīng)典

3、的QEM簡化算法基礎上，將三角網(wǎng)格模型頂點的離散曲率和三角網(wǎng)格面積引入到二次誤差測度的計算中，提出一種基于離散曲率和面積的QEM網(wǎng)格簡化改進算法，得到模型的初始控制網(wǎng)格。在對原始模型進行簡化時，推遲曲率較大區(qū)域的收縮順序，保證邊收縮操作主要向曲率較小的方向進行，使得模型的關鍵特征得以保留；同時將三角網(wǎng)格的面積引入二次誤差測度矩陣中，在曲率相同的情況下，優(yōu)先保留面積較大的頂點。簡化模型能夠依照、曲率的變化合理地分配網(wǎng)格數(shù)量，在彎曲程度較大