幾何造型中網(wǎng)格模型的簡(jiǎn)化技術(shù)研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，科學(xué)計(jì)算可視化，虛擬現(xiàn)實(shí)等許多應(yīng)用領(lǐng)域，常常涉及復(fù)雜幾何模型的交互顯示，其復(fù)雜性甚至超出了目前高性能計(jì)算機(jī)圖形學(xué)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)繪制能力，提高大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景的繪制速度，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交互顯示，已成為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。本文針對(duì)網(wǎng)格模型簡(jiǎn)化過(guò)程中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究。介紹了研究的相關(guān)技術(shù)，模型簡(jiǎn)化與層次細(xì)節(jié)技術(shù)。主要工作如下： (1)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外有關(guān)的幾何模型的簡(jiǎn)化算法進(jìn)行了分析和研究，并介

2、紹了基于頂點(diǎn)刪除技術(shù)的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法，基于頂點(diǎn)聚類的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法，基于優(yōu)化技術(shù)的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法，基于漸進(jìn)網(wǎng)格的多分辨率方法，近平面合并算法，基于邊折疊的二次誤差算法，基于小波分析的方法等，最后將半邊折疊方法和近平面合并算法思想相結(jié)合，將折疊后生成的多分辨率模型存儲(chǔ)于一種緊致的模型表示方法中，實(shí)現(xiàn)了一種高效的多細(xì)節(jié)層次模型的構(gòu)造方法。該算法采用了半邊折疊幾何簡(jiǎn)化操作為基礎(chǔ)，將結(jié)果存儲(chǔ)于一種能實(shí)現(xiàn)任意精度提取的多分辨率表示方法中，實(shí)現(xiàn)了多分辨率

3、模型的構(gòu)造，該算法除了考慮折疊邊長(zhǎng)度之外，還考慮了其他幾何特征如“曲率條件”來(lái)計(jì)算邊的折疊代價(jià)，能夠有效地對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；并且采用一種緊致的表示方法來(lái)存儲(chǔ)網(wǎng)格信息，能夠生成連續(xù)的細(xì)節(jié)層次模型，支持模型的多分辨率表示及提取。最后給出了應(yīng)用實(shí)例和分析數(shù)據(jù)。 (2)研究了數(shù)據(jù)挖掘中分層次聚類方法在網(wǎng)格簡(jiǎn)化中的應(yīng)用。文中首先介紹了基于層次的聚類方法的基本概念和一些經(jīng)典方法，如自頂而下分解層次聚類方法DIANA(DIvsiaANAly

4、sia)等。最后，提出了一種基于自頂而下分解層次聚類的網(wǎng)格簡(jiǎn)化算法，該算法利用最小化最大類內(nèi)距離算法進(jìn)行三角片的聚類，從而將網(wǎng)格模型中的三角片聚合到不同的類中，實(shí)現(xiàn)區(qū)域劃分，然后利用重要度的概念，將頂點(diǎn)按照重要度進(jìn)行排序，對(duì)當(dāng)前頂點(diǎn)的相鄰頂點(diǎn)按照簡(jiǎn)化尺寸進(jìn)行刪除操作，以此來(lái)達(dá)到簡(jiǎn)化的目的，進(jìn)而根據(jù)剩下的特征點(diǎn)和邊對(duì)區(qū)域進(jìn)行局部三角剖分。最后討論了兩個(gè)網(wǎng)格模型之間相似度評(píng)估的方法——基于幾何相似性的評(píng)估方法以及基于外觀相似性的評(píng)估方法。