基于二次误差度量的大型网格模型简化算法

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:electron999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在计算机图形学中,三维模型通常使用三维网格表现。网格模型凭借着其直观、生动的表现形式,广泛应用于游戏开发、影视制作、工业制造和旅游景观等领域。然而,较大的网格模型受到存储成本和计算效率的限制,很难将其直接应用到实际工作当中。解决该问题的一个有效方式就是对原有网格进行简化,在尽可能保持网格模型外观特征的情况下,减少原模型的三角面片数量。但是,对于尺寸超出内存容量的大型网格模型,无法将其一次读入内存进行简化。此外,受CPU运算速度制约,大型网格模型的简化效率一般较低。因此,大型网格模型简化算法成为近年来计算机图形学领域的研究热点之一。   本文在总结国内外网格简化算法研究现状的基础上,分析了该研究领域存在的主要问题,对大型网格模型的划分和简化算法进行了重点研究。主要工作包括:首先,针对基于平面切割的网格划分算法没有考虑网格模型中几何图元分布情况的问题,提出了一种基于八叉树的动态网格划分算法。算法根据三角面片的数量对网格模型进行动态划分,并将划分边界图元同时存储在所有相邻的分块中。实验表明该算法避免了模型的重复简化,并解决了划分边界图元位置的一致性问题,在不损失简化质量的前提下有效减小了原算法的时间复杂度与空间复杂度。其次,针对QEM(quadric error metric,二次误差度量)算法为了减小模型几何误差,损失了部分细节特征的问题,提出了一种改进的QEM算法。算法首先提出一种改进的顶点法向量计算方法,在常规计算方法中加入三角面片面积与顶点法向量夹角作为因子,使其能更准确地表现出模型在顶点处的弯曲程度。然后,将顶点法向量夹角与有效顶点对边长加入到顶点误差计算公式中。实验表明该算法使简化后的模型更符合用户对外观特征的需求。之后,针对传统网格模型简化算法无法处理尺寸大于内存容量的网格模型的问题,提出一种基于二次误差度量的大型网格模型简化算法。算法首先使用基于八叉树的网格划分算法对模型进行分割,然后对每一个分块使用改进QEM算法进行简化,最后,将所有简化后的分块进行拼接,组成原模型的简化模型。实验结果表明,该算法能够完成大型网格模型的简化,并且在简化过程中很好地保持了原模型的细节特征。最后,使用基于二次误差度量的大型网格模型简化算法,实现了一个原型系统。测试结果表明,利用本系统可以方便地对网格模型进行简化。
其他文献
本文主要针对预测与决策问题进行研究。在预测问题中,以时间序列为基础,引进Vague集理论,构造了Vague时间序列来对问题进行预测。在决策问题中,提出了新的Vague集评价方法对V
云计算运用虚拟化技术整合资源,以按需分配及支付的方式提供服务。云计算中的资源分配方式非常重要,关系到云计算的效率。资源分配时,采用何种资源调度算法,对按需分配、充分利用
基于偏微分方程(Partial Differential Equations,简称PDE)的图像处理是一个非常富有挑战性的新兴领域,因为这一领域具有很多传统方法无法具备的优势,所以已经引起了许多国内
无线传感器网络的不断发展,推动了新兴的无线业务。在无线业务的发展中事物的位置信息备受关注,尽管基于卫星通信的全球定位系统能有效的解决大量军事及民用的定位问题,但仅局限
随着因特网中各个网络节点上图像数据的急剧增加,图像的种类愈加繁复,每一种类的图像也愈加丰富,这给人们带来了很多便利,但也给海量图像资源的检索带来了很大负担,如何有效
随着空间数据库的广泛应用和计算资源的不断开发,人们对基于位置服务LBS(location-based Services)的期望也越来越高,这意味着LBS必须能处理更复杂的查询。最近邻NN(nearest
由于有线通信方式对应用范围的限制,人们发明了无线移动通信。近年来,无线网络在支持移动性方面的发展非常迅速,再加上交通领域信息化的迫切需求,车载自组织网络VANET应运而
车辆自主驾驶技术在经济、军事、科技等方面具有重要的价值,但在真实交通环境下,智能驾驶研究面临安全、法律等问题。缩微智能车的实验环境相对封闭,缩微智能车的研究不存在安全
片上多核处理器(Chip Multi-Processor, CMP)已经成为高性能微处理器的发展潮流。高速缓存作为处理器与主存之间的重要桥梁,在计算机系统的性能优化中发挥着重要作用。一种能