幾何造型中網(wǎng)格模型的簡化技術(shù)研究.pdf

1、在計算機輔助設(shè)計，科學(xué)計算可視化，虛擬現(xiàn)實等許多應(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算機圖形學(xué)系統(tǒng)的實時繪制能力，提高大規(guī)模復(fù)雜場景的繪制速度，從而實現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)的實時交互顯示，已成為計算機圖形學(xué)中極具挑戰(zhàn)性的問題。本文針對網(wǎng)格模型簡化過程中的若干關(guān)鍵技術(shù)進行了分析研究。介紹了研究的相關(guān)技術(shù)，模型簡化與層次細節(jié)技術(shù)。主要工作如下： (1)對當前國內(nèi)外有關(guān)的幾何模型的簡化算法進行了分析和研究，并介

2、紹了基于頂點刪除技術(shù)的網(wǎng)格簡化算法，基于頂點聚類的網(wǎng)格簡化算法，基于優(yōu)化技術(shù)的網(wǎng)格簡化算法，基于漸進網(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于一種緊致的模型表示方法中，實現(xiàn)了一種高效的多細節(jié)層次模型的構(gòu)造方法。該算法采用了半邊折疊幾何簡化操作為基礎(chǔ)，將結(jié)果存儲于一種能實現(xiàn)任意精度提取的多分辨率表示方法中，實現(xiàn)了多分辨率

3、模型的構(gòu)造，該算法除了考慮折疊邊長度之外，還考慮了其他幾何特征如“曲率條件”來計算邊的折疊代價，能夠有效地對網(wǎng)格模型進行簡化；并且采用一種緊致的表示方法來存儲網(wǎng)格信息，能夠生成連續(xù)的細節(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)格簡化算法，該算法利用最小化最大類內(nèi)距離算法進行三角片的聚類，從而將網(wǎng)格模型中的三角片聚合到不同的類中，實現(xiàn)區(qū)域劃分，然后利用重要度的概念，將頂點按照重要度進行排序，對當前頂點的相鄰頂點按照簡化尺寸進行刪除操作，以此來達到簡化的目的，進而根據(jù)剩下的特征點和邊對區(qū)域進行局部三角剖分。最后討論了兩個網(wǎng)格模型之間相似度評估的方法——基于幾何相似性的評估方法以及基于外觀相似性的評估方法。