曲面簡(jiǎn)化與細(xì)分曲面造型的研究.pdf

1、隨著三維掃描等測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，獲得的三維數(shù)據(jù)越趨于復(fù)雜；從而由曲面重構(gòu)及其等值面抽取等方法得到的模型網(wǎng)格相當(dāng)復(fù)雜、稠密。這給計(jì)算機(jī)的顯示、傳輸與存儲(chǔ)等帶來(lái)很大的不便。近些年，圍繞該問(wèn)題，人們拓寬了曲面造型技術(shù)的研究領(lǐng)域，其中曲面簡(jiǎn)化與細(xì)分曲面技術(shù)成為了一個(gè)焦點(diǎn)。 本文較為綜合的描述了曲面簡(jiǎn)化與細(xì)分曲面造型技術(shù)。曲面簡(jiǎn)化是在保持原模型的特征的情況下，逐步刪除模型的面與頂點(diǎn)，從而除去了模型一些細(xì)節(jié)特征，得到初始模型的一個(gè)較簡(jiǎn)單的逼近

2、模型。細(xì)分曲面是一個(gè)網(wǎng)格序列的極限曲面，即通過(guò)采用一組規(guī)則在給定的初始網(wǎng)格中插入新頂點(diǎn)并不斷重復(fù)此過(guò)程而獲得。 首先，本文較全面的介紹了當(dāng)今各種有效的曲面簡(jiǎn)化算法并分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。算法主要有頂點(diǎn)聚類(lèi)、頂點(diǎn)刪除、區(qū)域合并、小波分解、邊折疊等等。其次，本文提出了一種基于尖特征度的邊折疊簡(jiǎn)化算法。目前存在的自動(dòng)簡(jiǎn)化算法在低分辨率的狀態(tài)下往往忽略模型的重要幾何特征，如尖角或者曲率大的區(qū)域，從而導(dǎo)致視覺(jué)上的退化；本文在QEM算法基礎(chǔ)上

3、，引入尖特征度的概念，不僅保留了模型的重要幾何特征，而且合理分配網(wǎng)格，在曲率大的區(qū)域稠密、平坦區(qū)域稀疏，簡(jiǎn)化效果更好。再次，本文研究了細(xì)分曲面造型技術(shù)及其在圖形學(xué)中的應(yīng)用。并列出了兩個(gè)基于三角形網(wǎng)格的細(xì)分模式：Loop細(xì)分與改進(jìn)的Butterfly細(xì)分。最后，本文闡述了一種由稠密三角網(wǎng)格構(gòu)造蝶形細(xì)分曲面的方法。利用邊折疊簡(jiǎn)化的精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)及其蝶形細(xì)分模式的插值性構(gòu)造出具有較好視覺(jué)效果的蝶形細(xì)分曲面。其中，一同介紹了連續(xù)多分辨率模