基于OpenGL的三維模型簡(jiǎn)化算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、大型數(shù)據(jù)的可視化及實(shí)時(shí)顯示已在諸多領(lǐng)域得到廣泛的運(yùn)用，如虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、三維動(dòng)畫、游戲制作等，三維實(shí)體顯示技術(shù)已成為領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。隨著三維建模及數(shù)據(jù)獲取等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、以及為了提高模擬顯示的效果，三維模型變得越來越復(fù)雜精細(xì)，這些模型的三角網(wǎng)格數(shù)據(jù)往往包含數(shù)十萬(wàn)或數(shù)百萬(wàn)個(gè)面片，有的甚至達(dá)到了上億。這種三維模型復(fù)雜、數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)使得模型存儲(chǔ)難、傳輸難、繪制難，也給人機(jī)交互帶來了巨大的挑戰(zhàn)。采用模型簡(jiǎn)化算法對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行簡(jiǎn)化并保留其相關(guān)的幾

2、何特征具有十分重要的意義。
　　論文首先對(duì)模型簡(jiǎn)化方法進(jìn)行了有意義的探索，研究了幾何元素刪除法、頂點(diǎn)聚類法、采樣法、自適應(yīng)細(xì)分法這四類基本模型簡(jiǎn)化算法特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上本文進(jìn)一步研究了QEM邊折疊算法。為了解決QEM邊折疊算法在對(duì)模型高度簡(jiǎn)化時(shí)無(wú)法保留三維模型細(xì)節(jié)特征的缺陷，本文提出了一種基于法向量誤差和體積誤差的邊折疊算法。該算法采用蝶形插值細(xì)分法計(jì)算邊折疊后新頂點(diǎn)的空間位置，根據(jù)新頂點(diǎn)的空間位置計(jì)算邊折疊時(shí)簡(jiǎn)化網(wǎng)格的頂點(diǎn)法向量和

3、模型體積誤差并建立折疊序列，成功在模型的高曲率區(qū)和低曲率區(qū)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)格模型的簡(jiǎn)化。因此本文算法既考慮到了簡(jiǎn)化模型的體積變化，又能夠很好地反映網(wǎng)格局部曲面的幾何變化。接著算法通過實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)網(wǎng)格方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)格模型的動(dòng)態(tài)簡(jiǎn)化。最后本論文在Visual Studio2010平臺(tái)上，結(jié)合 OpenGL開發(fā)了一個(gè)三維模型簡(jiǎn)化軟件，并把改進(jìn)前后的算法集成到了該軟件當(dāng)中進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)本文算法的簡(jiǎn)化效果進(jìn)行驗(yàn)證。該軟件可以處理PLY格式的模型文件，并實(shí)現(xiàn)