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伴随着互联网技术、计算机性能的迅速提高和三维数据获取技术的发展,基于三维数据的第四代多媒体技术——数字几何处理(DGP)已经逐步成为计算机图形学的一个重要的研究内容。然而,在众多三维模型的表示方法中,多边形网格(Mesh)表示法尤为重要,如曲面重构、参数化处理、多分辨率表示、网格分割等都是以三角网格为基础的。在三角网格模型的具体应用中,人们通常需要对模型的几何结构进行分析和理解。与此同时,网格模型的高层次的复杂几何结构往往可以通过相应的局部几何特性推断出。为此,将更高层次的网格模型分割成一系列的相互连接的子网格曲面片是一项必须且重要的工作,这就是网格分割(Mesh segmentation)。本文基于Katz等人的分层分割算法展开对三角网格模型分割的研究。
首先,系统地阐述了网格分割在DGP学科内同其他研究方向之间的紧密关系。
其次,对三角网格曲面分割技术作了比较详细的综述。尤其是对三种主要的常用网格分割技术进行了细致入微的分析。并综合全面地提出和归纳了网格分割原则和评判分割优劣的技术指标。
本文重点对三角网格分层分割算法进行了深入的研究,在MeshMaker5.2平台上利用VC++6.0编程工具对分层算法进行了实现。同时,对算法实验结果进行分析,得出算法所适合的网格模型,并归纳出算法在参数设置上所要把握的几个原则。
最后,基于分层分割算法的思想,提出了用离散高斯曲率差的绝对值取代相邻顶点角度距离的顶点二分分层分割算法的设想。