保持视觉外观特征的网格简化

针对附有纹理属性的网格模型,提出并实现了一种保持模型基本外观和形状特征的多分辨率网格简化算法.采用半边折叠操作,综合考虑了网格模型半边的几何重要性和纹理属性重要性,将其作为各半边的折叠代价来确定模型中所有边的折叠顺序.预先对网格模型中的边界边和纹理边进行标记,并在简化过程中进行加权处理.实验结果表明,即使在急剧的模型简化后,该方法仍能很好地保持原有模型的视觉外观和形状特征.     

面向移动端的渐进网格简化算法

针对现有渐进网格（PM）简化算法在网格高度简化时无法保持模型关键特征、简化速度慢、无法适应多种模型等问题,提出一种以可变参数结合二次误差和类曲率特征度的边折叠算法（QFVP）,用于构建面向移动端的渐进网格。首先,该算法通过设置可变参数w,调整二次误差和类曲率特征度在边折叠误差中的相对大小,提升了算法的简化质量,扩大了算法的适用范围;其次,训练了一个误差反向传播（BP）神经网络,用于确定模型w值;再次,提出了边折叠过程中法向量线性估算法,提高算法简化速度,与Gouraud估算法相比,平均缩短网格简化时间23.7%。对比实验显示,QFVP简化生成渐进网格的基网格整体误差小于二次误差度量（QEM）算法和Melax算法;简化时间比QEM算法平均延长7.3%,比Melax算法平均缩短54.7%。     

基于支撑域的网格简化算法

提出一种基于2次误差测度（QEM）的网格简化改进算法。算法首先对折叠边所产生的新顶点定义其在初始网格上的简化支撑域,从而建立新顶点与初始网格之间的联系;然后计算新顶点到支撑域的2次距离误差作为该顶点的全局简化误差,并将原始QEM中的误差作为局部简化误差;最后将两个误差之和作为新的折叠代价目标函数以实现对原有QEM算法的改进。多个模型的简化实验表明,改进算法能较好地保留初始网格的细节特征,并且较为明显地降低简化误差。     

基于二次误差测度的递进网格简化算法

给出一种基于递进网格和二次误差测度的快速简便的算法来简化带属性的网格模型.该算法通过分别建立几何和颜色属性的二次误差测度来计算几何和颜色属性误差,边折叠是根据某种误差测度将候选的边按照折叠代价排序,每次取代价最小的边进行折叠操作.应用实例表明,该算法既能有较好的简化效率,又能保证简化对初始模型在几何和颜色信息方而尽可能的近似.     

结合边分割的改进二次误差测度算法

为了有效解决二次误差测度算法(quadric error metrics, QEM)容易产生异常三角面、失去局部特征、几何结构异常等问题, 提出一种结合边分割的改进二次误差测度算法(quadric error mactrics with edge splitting, ESQEM). 该算法添加顶点高斯曲率作为边折叠代价之一, 通过参数调节模型特征保留情况; 添加边长查询机制, 对细长三角面进行边分割操作. ESQEM算法能有效维护网格模型高曲率区域特征、保持网格几何结构、消除狭长三角面, 简化后的模型有更好的视觉效果, 高简化率下的简化精度更高.     

保持细节几何特征的三维网格模型轻量化算法

对三维模型进行轻量化的一个重要策略是利用网格简化算法减少模型表面的三角面片数量，其中广泛使用的边折叠算法相较于其他网格简化算法效率更高、简化效果更好，然而该算法存在简化过程中可能损坏或丢失部分细节几何特征的问题。为了解决上述问题，提出通过增加曲线近似曲率和模型待折叠边的一阶邻域三角形的平均面积作为惩罚因子，以优化原始算法的边折叠代价。首先，根据几何中曲线曲率的定义，提出了曲线近似曲率的计算公式；其次，在顶点法向量的计算过程中，使用面积加权和内角加权两个阶段对初始法向量进行修正，从而考虑更加丰富的模型几何信息。通过实验验证了优化后算法的性能，与经典的二次误差测度（QEM）算法、顾及角度误差的网格简化算法相比，优化算法处理后的模型的最大误差分别至少降低了73.96%和49.77%；与QEM算法相比，优化算法处理后的模型Hausdorff距离至少降低了17.69%。可见，在模型轻量化的过程中，优化算法能够减少模型的形变，更好地维持自身的细节几何特征。     

基于顶点重要度的保形网格简化方法研究

为解决许多网格简化方法不能很好地保持模型的重要几何特征问题,提出基于顶点重要度和三角剖分的边折叠简化算法.算法通过特征因子加权顶点重要度作为边的折叠代价,定义法向量夹角因子,控制边的折叠顺序;在折叠过程中对边界特征区域进行冻结处理,以保持模型总体轮廓特征;采用边中点折叠和边邻域网格重建方法完成折叠操作.实验结果表明,模型在大规模简化后,该方法能较好地保持模型的几何特征.     

保持各帧拓扑关系一致的三维时序网格简化

将经典的静态三维网格简化方法QEM引人到三维时序网格的简化过程中,通过计算每一条边在所有帧中的最小合并代价之和来选择误差最小的简化边,然后各帧同时对该边实施合并操作,从而保持各帧拓扑关系在简化后的一致性,为了保留更多重要运动特征处的细节信息,提出根据每一条边在各连续帧间的长度和折叠角的变化程度为其合并代价分配一定的权重系数,从而延迟变形较大的边的合并,使得简化后的时序网格模型具有更好的视觉效果,实验结果表明,文中方法不仅能够在简化后保持各帧拓扑关系一致,还能较好地延迟重要运动特征的简化。     

基于二次误差测度的车身网格简化算法研究

在车身逆向设计中,点云数据预处理后形成的拓扑网格数据庞大,导入三维软件中进行处理时,对计算机显示、分析、存储、传输等造成很大负担。该文研究了车身曲面重构过程中基于二次误差测度的边折叠网格简化算法。该算法将点到相关平面距离的平方和作为误差测度,进行多次选择性边折叠,实现网格有效简化。采用VC++6.0编程实现了该算法,实验表明, 算法稳定可靠, 效率较高,简化效果好。     

基于局部区域面积度量的边折叠简化算法

目前提出的网格简化算法中,边折叠简化方法是一种主要的简化方法,在网格压缩、多细节层次模型生成、递进网格构造中得到了广泛的应用.本文在基于边折叠算法基础上引入局部区域面积度量方法,将其应用到折叠代价计算中,改变边折叠顺序以进行网格简化.实验表明,算法不仅能有效地保留原始网格的模型特征和视觉特征,速度更快而且能够合理地分配三角面片.     

基于QEM以方差作为权值的3D网格模型简化

为了提高3D网格模型的简化速度和简化效果,采用半边结构表示模型,在拓扑重建过程中使用附加的索引表使拓扑重建时间复杂度由O（nlogn）降低为O（n）,在模型简化时,通过计算顶点相邻三角面片法向量的方差来确定顶点的重要度,并将其作为权值加入到Garland的二次误差测度公式QEM中,起到了很好的简化效果。与经典的Garland算法相比采用半边结构能直接获得邻接关系,加快了模型简化速度。在处理边界时对边界情况进行详细分类,既提高了简化速度又保留了模型外观。     

基于曲线曲率的网格简化方法

网格简化是科学可视化和虚拟现实领域中的一个重要研究方面。细节是模型的重要组成部分,而顶点的法向量是描述模型细节的一个重要参数,在网格简化中,为了在保持模型的全局特征的同时也能较好地保持模型的细节,提出了一种采用曲率加权的二次误差作为简化代价的方法,该方法基于二次误差(QEM)简化方法,在代价函数中引入了顶点法向量的变化率,即顶点的离散曲线曲率,从而使得网格简化后模型的细节能够较好地保留。此外,为了在网格绘制上获得良好的视觉效果,采用了三角形平均法向量作为顶点法向量来进行处理和显示。实验结果表明,与单纯采用二次误差(QEM)作为代价函数的简化方法相比较,新方法能够在同等的简化率下更好地保持原有模型的固有特征,并具有良好的视觉效果。     

视觉特征保持的网格模型简化算法

针对二次误差测度算法存在几何特征消失等缺陷,提出了基于顶点视觉特 征度的新的网格模型简化算法。该算法采用半边折叠,通过引入顶点视觉特征度来优化了二 次误差测度,从而改变边折叠的顺序,使模型中的突出视觉特征更多的被保留下来。视觉特 征度通过顶点平均曲率熵来定义,它反映了顶点中心区域的视觉变化情况。实验表明,该算 法高效、可靠、能很好保持模型的视觉特征。     

基于边收缩的快速网格简化算法

根据Garland的QEM算法提出了一种快速的网格模型简化算法。算法使用顶点权值来表示顶点的重要程度,顶点权值可以将收缩的边所影响的范围控制在较小的区域内;顶点的权值被存储在一个优先权队列中并且利用优先权队列来控制边收缩的顺序,顶点的优先权队列所存储的元素比较少并且易于维护。该算法实现容易、执行速度快。     

结合网格分割和边折叠的网格简化算法

传统网格简化算法简化效率较低,且在大幅度简化时难以保持网格模型的外形特征。为此,提出一种结合网格分割和边折叠的网格简化算法。采用分水岭算法对网格模型进行分割,以提高网格模型的简化效率。在Garland算法折叠代价函数的基础上,加入三角形形状和相邻曲面弯曲程度的相关因子,从而更好地保持网格模型的外形特征。实验结果表明,该算法在网格模型的简化速度和外形特征保持方面性能较好。     

保持细节特征的带纹理模型的高质量简化算法

针对大多算法在简化率较大的情况下易丢失模型细节特征的问题,引入顶点尖锐度的概念,并基于QEM（quadric error metric）折叠代价给出一种改进的折叠代价,能更多地保留模型的细节特征;同时针对大多简化算法不包含纹理处理的问题,引入纹理变化因子,更多保留纹理的细节部分。在简化的基础上,还提出一种网格局部优化算法,解决简化后网格质量不高的问题。实验结果表明,该算法不仅可以保持模型的细节特征和纹理的完整性,同时得到的模型网格质量高。     

Mesh Simplification

Mesh simplification is an important stage after surface reconstruction since the models produced can contain a large number of polygons making them difficult to manipulate. In this paper we present a mesh simplification algorithm to reduce the number of vertices in a dense mesh of triangles. The algorithm is based on edge operations that are performed in the inside of independent clusters distributed over the entire mesh. The clusters are well-characterized regions that can successfully accept simplification operations. The simplification operations produce only local transformations on the mesh. This region-based, distributed approach permits to easily track and control the changes in the triangulation and avoids the appearance of particular cases that would require a special handling. The algorithm uses two user-specified parameters to guide the operations. These parameters allow various simplification strategies that are illustrated on several dense triangulations.