基于二次誤差測度的三角網(wǎng)格簡化算法研究.pdf

1、隨著計算機軟硬件技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和普及,影視動畫、游戲動漫、生物醫(yī)學等3D產(chǎn)品的消費和使用,已成為普通大眾生活和工作的一部分,立體取代平面、虛擬模擬現(xiàn)實的3D技術(shù)帶領(lǐng)我們踏入一個看似虛擬但卻真實的立體世界.然而,3D技術(shù)帶來便利的同時,也產(chǎn)生了不和諧因素——有限的網(wǎng)絡(luò)傳輸、計算機圖形處理能力成為精密3D數(shù)據(jù)模型實時顯示和傳輸?shù)钠款i,同時,包含大量冗余數(shù)據(jù)的模型對網(wǎng)絡(luò)和計算機資源也造成了巨大浪費.因此,3D網(wǎng)格模型簡化算法的研究工作具有

2、重要的現(xiàn)實意義.
　　本文的主要研究目標是提出并實現(xiàn)基于QEM的三角網(wǎng)格簡化算法的改進,使基于QEM的三角網(wǎng)格簡化算法在此基礎(chǔ)上更加完善,以推動三角網(wǎng)格簡化算法朝著快速準確的方向發(fā)展.
　　為更好地研究并提出一種高效的簡化算法,本文對網(wǎng)格簡化的一些關(guān)鍵技術(shù)進行了探討,并提出新算法.本文的研究工作主要包括以下三個方面:
　　1.分析了三角網(wǎng)格模型簡化算法研究背景及意義,總結(jié)現(xiàn)有網(wǎng)格簡化算法,并提出現(xiàn)階段網(wǎng)格簡化算法需要解

3、決的問題.總結(jié)現(xiàn)存比較常用的兩類誤差度量方法,對比基于外觀相似度和基于幾何相似度兩類誤差測度的優(yōu)劣,加深理解.總結(jié)比較常用的特征保持因子的優(yōu)缺點,如三角形局部區(qū)域面積、折疊頂點曲率、三角形幾何形狀等,分析并比較各特征因子應用于三角網(wǎng)格簡化時的性能差異,確定本文采用的特征保持因子.
　　2.針對現(xiàn)有算法在網(wǎng)格簡化中存在的特征保持效果差、簡化結(jié)果均勻、簡化速度慢等問題,提出一種基于特征保持的三角網(wǎng)格簡化算法,設(shè)計并實現(xiàn)了一個功能較為完

4、善的網(wǎng)格簡化系統(tǒng).
　　深入研究三角形折疊算法思想以及二次誤差測度對模型簡化誤差的控制.將三角形的狹長度 iL(long and narrow degree)、局部區(qū)域面積LRA(Local Region Area)以及局部區(qū)域的尖銳度LRA T(local region sharpness)三個特征保持因子應用到改進算法中.簡化前對原始模型的三角形預分類,延遲特征三角形的簡化,優(yōu)先簡化特征不明顯區(qū)域的三角形,同時,對于新頂點的位

5、置確定,不同的三角形采取不同的處理方法,避免進行過多運算,以降低算法的時間復雜度.完善算法思想、算法步驟,完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計及算法編寫,通過幾種模型的實驗結(jié)果,對算法的有效性與合理性進行簡要地分析.實驗證明,算法較好地保持了模型原始特征,簡化速度較快.
　　3.針對當前許多模型都是帶屬性的三角網(wǎng)格模型,研究現(xiàn)有帶屬性網(wǎng)格模型的簡化算法,熟悉模型顏色屬性的保持方法和原理,并應用于第三章提出的改進的網(wǎng)格簡化算法中,提出一種能夠簡化帶屬性