基于距離加權的二次誤差測度的網(wǎng)格簡化算法.pdf

1、隨著科學技術的快速發(fā)展，計算機圖形學與虛擬現(xiàn)實、醫(yī)學圖像系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、計算機輔助設計技術等領域夠構造出的模型數(shù)據(jù)量越來越龐大，為了描述這些復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、計算、交互顯示、傳送這些復雜的網(wǎng)格數(shù)據(jù)往往超出了目前計算機的存儲能力、處理與繪制速度、傳輸效率，同時在實際應用中，遠景物體沒必要顯示過多細節(jié)。因此，人們在研制性能更高、處理速度更快的計算機的同時，也加緊提出了多種簡化模型的技術和

2、算法，在這些技術與算法中細節(jié)層次(LOD)模型是當前對模型進行簡化最常用與有效的方法之一。細節(jié)層次模型就是以不同的精度來表示場景中的各物體：以較精細的網(wǎng)格米表示離視點較近的物體，而以較粗糙的網(wǎng)格表示離視點較遠的物體。 本義首先介紹網(wǎng)格簡化相關的背景知識，并對當前幾類簡化算法做了深入探討，進一步分析了各類算法的優(yōu)缺點，討論了簡化處理中的關鍵技術如簡化方法的選擇以及誤差度量準則，在此基礎之上，重點研究了三角形網(wǎng)格模型的簡化方法，給出

3、了建立視點相關的多層次細節(jié)模型的網(wǎng)格簡化算法：以三角形折疊為基本簡化操作，加權二次誤差測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)品質因子：網(wǎng)格頂點與視點的距離因子使得產(chǎn)生的網(wǎng)格符合觀察需要的網(wǎng)格，與視點位萱相火；二角形形態(tài)品質因子的引入，提高了簡化后新生成的二角形的形態(tài)品質。根據(jù)三角形的折替代價，構造一個簡化序列，誤差較小的二角形優(yōu)先得劍簡化，同時，采取了鄰域凍結辦法，避免了對模型的某個部位過度簡化與

4、過人三角形的出現(xiàn)；每次誤差排序后，可以一次簡化多個三角形，實現(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。 本文提出的改進網(wǎng)格簡化算法在保持原有拓撲結構的基礎上，保留了其細節(jié)特征，能適應各種特殊需求；由于采用了有效的誤差度量方法，生成模型的精度可控，通過調整誤差邊界，可獲得一系列多層次細節(jié)模型；改進算法采取用戶給定誤差閾值，使簡化質量達到用戶的不同化簡需求：改進后算法的普遍性和實用性很強。最后，構造