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随着建模技术的发展和三维数据获取设备的完善,大型三维模型已经十分常见,这些模型满足了人们在精确度、真实感等方面日益增长的需求。但是这些模型数据量很大,给其存储、传输以及渲染等方面带来诸多困难。解决这些问题的一个途径就是对复杂三维模型进行简化和多分辨率建模,用比较简单的几何模型来代替复杂的原始模型,以减少数据量,加快处理速度,节约存储空间。
本文主要工作可以概括为以下几个方面:
首先对网格模型简化算法中常用的典型误差度量方法进行了比较分类。由于不同的领域对网格模型化简的精度有不同的要求,化简的模型也具有不同的属性,所以模型简化算法都各自具有不同的特征。虽然各种模型简化算法的原理不同,但是也有相似之处。一般都包含了两个方面:一是简化方法中采用的误差控制方法,二是算法中采用的模型简化方法。
其次,目前的网格简化算法多以边折叠为基本操作,采用的误差度量方法计算复杂且耗时,同时不能支持连续平滑的网格绘制。本文针对各种不同算法相似的两个方面,以三角形折叠简化方法为基础,在上述误差度量方法比较分析的基础上,改进得到了基于三角形周长和基于组合三角形周长与点到平面距离的两种新的三角形折叠代价计算方法,进而实现了三角形折叠连续多分辨率网格简化算法。实验证明:本文的两种新的误差度量方法,综合衡量折叠三角形的面积以及三角形周长和点到平面的距离,尽量使面积大、周长长、点到平面距离小的的三角形面保留,从而避免模型视觉特征的急剧改变;同时,这两种算法计算比较简单,易于实现,能够产生较好的简化效果。
最后,本文描述了所设计和实现的连续多分辨率网格简化实验平台。该平台主要利用渐进网格实现了连续多分辨率的层次模型之间的过渡。使用该平台,用户可以根据自己的需要,选择不同的分辨率,比较分析相应的简化结果。