三角网格模型分割及其简化应用

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基于STL三角网格模型简化的研究

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三角网格模型简化算法的研究现状

三角网格模型简化算法的研究现状三角网格模型简化算法是计算机图形学领域的一个重要研究方向，旨在对高细节的三维网格进行简化，以减少模型的复杂性和计算负担，同时保持模型的外观和结构特征。

近年来，三角网格简化算法在虚拟现实、游戏开发、建筑设计、仿真等领域得到了广泛应用，因此受到了学术界和工业界的密切关注。

三角网格简化算法的研究可以分为两个主要方面：顶点合并和边塌陷。

顶点合并算法通过将邻近的顶点合并为一个新的顶点，从而减少网格中顶点的数量。

边塌陷算法则通过合并邻近的三角形边来减少网格中的边数。

这两种算法可以结合使用，以实现更有效的简化效果。

在过去的几十年中，许多经典的网格简化算法被提出和研究。

其中一种常见的方法是基于误差度量的简化算法。

这类算法通过定义一个误差度量函数，用于衡量简化操作对于模型外观的影响程度。

常见的误差度量函数包括欧氏距离、法向量差异等。

基于误差度量的算法包括保持最大误差小于给定阈值的简化算法（例如Quadric Error Metrics、Geometric Error Metrics）、最小二乘拟合等。

此外，还有一些基于拓扑结构的简化算法。

这些算法通过保持模型的拓扑结构不变，来实现网格简化。

其中一种常用的方法是基于边塌陷的算法。

这类算法通过选择合适的边进行塌陷操作，以减少网格中的边数。

通过限制边塌陷的规则，可以确保简化后的网格保持原始模型的拓扑结构不变。

边塌陷算法包括非常具有代表性的Quadric Simplification算法、Edge Collapse Decimation等。

此外，还有一些基于图论的简化算法，如Graph-Based Simplification以及基于割边的简化算法等。

另外，近年来，深度学习在计算机图形学领域的应用也对三角网格简化算法的研究产生了一定的影响。

通过利用深度学习的方法，可以将三角网格简化问题转化为一个优化问题，并通过神经网络等方法进行求解。

这种方法的优点是可以通过学习大量的训练样本来提高简化的效果和速度，但其存在训练数据的依赖性和计算资源的要求较高等限制。

基于曲率的三角网格模型分割算法

３结语
学改革［Ｊ］．重庆科技学院学报（社会科
学版），２Ｏ１１（０９）．
［３】黄培花，任敏．基于仿真技术构建计算机网络实验平台 … ．实验科学与技术，
２００９（０６）．
高并迅速的前进，高校建设计算机网络实验室不仅可以改进自己的办学条件和办学水平，而且还可以提升计算机专业的教学质量和科学研
的规划与设计 … ．实验室研究与探索，２００９（０４）．
验室的建设，它的发展进程是一个长期缓慢的过程，所以高校的计算机网络实验室建设一定
要坚持稳定性、安全性、扩展性、标准性和先
三角网格模型是由三维空间中的三角形
通过边和顶点连接而成的分片线性的曲面，其
（４）２环邻域顶点集合，即为其１环锁
＜＜上接１１页
起和使所有的数据都可以集中在一起，方便对信息进行处理和保存。 ‘ ２．４网络实验室要具有一定的可扩展｝生我国的计算机网络发展水平在不断的提
【关键词】三角网格模型曲面分割离散曲率
区域生长
片，直至周围邻域没有特征一致的点 “ 生长 ” 才结束，即周围所有的点都是曲率突变点，这
些曲率突变点也即面片的边界点。
（２）邻边集合，即有一个顶点为ｖ的边
的集合，记为ＮＥ（ｉ）＝｛Ｅｊ，Ｅ十．，，Ｅｌ．１｝。

三角形网格生成算法的研究与应用

三角形网格生成算法的研究与应用一、引言三角网格是计算机图形学领域中最常见的图形表示方式之一。

三角形网格生成算法的出现为图形学在各个领域的应用提供了强有力的支持，如计算机辅助设计、数字娱乐、医学图像处理等等。

然而目前三角形网格的生成算法依然存在许多难点，本文将针对这些难点进行研究和分析，探讨三角形网格生成算法的研究与应用。

二、先进的三角形网格生成算法三角形网格生成算法主要分为离散型和连续型两种。

离散型算法主要是针对离散数据点进行分析和处理，是传统算法的核心。

而连续型算法则主要考虑通过合理的数值方法对连续函数进行求解得到三角形网格。

2.1 离散型算法离散型算法主要方法包括 Delaunay 三角剖分、Voronoi 图、alpha 参数、最小生成树等等。

Delaunay 三角剖分是三角形网格分割中最常见的算法之一。

该算法的核心思想是保持尽量少的单纯形边长相交。

Voronoi 图是一种基于点的分割方法，可以将平面分割成一系列多边形。

Alpha 参数是控制 Delaunay 三角剖分质量的措施之一，通过调整 alpha 参数，可以在不同场景下获得合适的 Delaunay 三角剖分。

最小生成树算法则是对点集进行聚类的一种方法，通常用于优化 Delaunay三角剖分的质量。

2.2 连续型算法连续型算法主要包括渐近线、等值线、样条曲面拟合、卷积核方法等等。

渐近线的求解方法主要是对三角形网格表面进行采样后，通过函数空间中的拟合逼近来求解渐近线。

等值线方法则是在网格表面中寻找等值线，从而实现扫描三角形网格的目的。

样条曲面拟合是利用拟合优化方法，对离散的三角形网格点进行拟合，得到连续的三角形网格。

卷积核方法则通过对三角形表面求导以及在线性空间中构建卷积核，从而求得三角形网格表面的连续性信息。

三、三角形网格生成算法在计算机图形学领域的应用三角形网格生成算法在计算机图形学领域的应用十分广泛，主要包括三维重构、曲面拟合、形状建模、虚拟现实等等。

三角网格模型的简化技术及多细节层次模型的开题报告

三角网格模型的简化技术及多细节层次模型的开题报告简化技术：三角网格模型的简化技术是一种减少模型复杂度的方法，目的是在保持模型外形和重要细节不变的情况下，减少模型的多边形数目，从而提高模型的性能、交互性和渲染速度。

常用的简化技术包括：1. 前后摄像面简化法：根据模型在不同距离下显示的大小及显示的细节程度，设置模型在不同距离下的多边形数。

2. 边界流距离算法：根据模型边界流的距离和流量来选择保留哪些多边形。

3. 误差度量算法：根据测量误差来选择保留哪些多边形。

4. 泊松重构简化：利用网格细化的方法对原来的三角网格重新构建，达到减少面数和保留细节的效果。

5. 聚类简化：选取重心和质心等简化技术选取的聚类算法，将相邻或者相似的面进行聚类，保留少数的多边形反映出原来的几何形状。

多细节层次模型：多细节层次模型是一个在现实时间内有效地演示不同细节层次的方法，由多个不同细节层次的模型组成，每个模型都可以在不同细节层次下显示。

例如，我们可以在近距离观看时显示高分辨率的模型，而在远距离观看时显示低分辨率的模型，以兼顾模型的视觉效果和性能。

多细节层次模型的构建方法通常包括以下步骤：1. 高分辨率模型的建立：使用高分辨率多边形网格（如典型的三角面片网格）构建高分辨率模型。

2. 建立低分辨率模型：使用简化技术对高分辨率模型进行简化，以创建低分辨率模型。

3. 构建模型的多个细节模型：对模型不同的细节进行提炼，如对小的凸起、凹口等细节个体的提取，以创建不同层次的模型。

4. 细节层次的创建：a. 首先，从高分辨率模型中创建一系列低解析度的简化版本（例如，使用误差度分配算法）。

b. 然后，为每个分辨率级别生成相应大小和复杂度的三角面片网格。

c. 最后，在每个分辨率级别上，被重用的面片及其细节信息被重新计算和记录。

以上是多细节层次模型的研究方向，后续研究还需要加强多细节层次模型各层次之间的转换方法、应用方式、细节目标定制化方法等等方面的深入研究。

三维网格模型分割的研究及其在人体测量中的应用

三维网格模型分割的研究及其在人体测量中的应用三维网格模型分割的研究及其在人体测量中的应用摘要：在计算机科学领域中，三维网格模型分割是将3D模型分成各个独立的部分的过程。

现代科技中的三维扫描技术使得三维网格模型的获取变得越来越容易，因此三维网格模型分割也变得更加重要。

本文旨在探讨三维网格模型分割技术的研究进展，并着重讨论其在人体测量中的应用。

在本文中，我们将首先介绍三维网格模型分割的定义和研究背景，重点讨论三维网格模型分割算法的分类和性能指标。

然后，我们将深入探讨三维网格模型在人体测量中的应用，包括医学影像处理、虚拟现实和机器人定位导航等。

特别地，我们将详细讨论利用三维网格模型分割技术实现人体测量的方法和应用。

该论文所涉及的实验数据基于一个标准化的三维模型库，包含来自不同人群和不同种族的模型。

我们使用各类三维网格模型分割算法对这个模型库进行了实验比较，并得出了各个算法的优缺点。

结果表明，三维网格模型分割技术在人体测量中具有很好的应用潜力。

关键词：三维网格模型分割；人体测量；医学影像处理；虚拟现实；机器人定位导航。

I. 引言三维网格模型是用来描述物体表面的三维形状和纹理信息的一种数字化表示方法。

随着三维扫描技术的发展和基于三维网格模型的计算机应用的广泛应用，三维网格模型分割技术成为了一个热门研究课题。

三维网格模型分割是将三维网格模型分成各个独立的部分的过程，它是三维网格分析和应用中的一个核心问题。

分割后的每个部分都可以单独进行处理，并且可以对不同部分进行不同的操作，例如形状分析、局部纹理分析和对称性分析等。

本文旨在探讨三维网格模型分割技术的研究进展，并重点讨论其在人体测量中的应用。

II. 三维网格模型分割算法三维网格模型分割算法可以按照不同的分类方式进行划分，下面是主要的分类方法。

A. 基于图论的算法基于图论的算法将三维网格模型看做图的形式，将分割看做是图上的一个划分问题。

这种算法可以通过求解最小割问题实现。

三角网格模型简化算法的研究现状

折叠操作与边折叠操作类似,将边折叠中的边换成了三角形,折叠
过程如图3所示:将三角形T 折叠成一个顶点 v ,并将与该三角形三
个顶点相连的所有顶点都与新顶点相连,删除与此三角形有公共边
的三角形。
如图3所示,一次非边界三角形折叠操作减少六条边、四个三角
形、两个顶点;如图4所示,一次边界三角形折叠操作减少五条边、三
其优缺点, 并展望了模型简化领域未来的研究方向。
关键词: 三角网格；网格简化；边折叠；三角形折叠
中图分类号:TP391.4
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2018)01-0128-02
随着三维激光扫描技术的发展,三角网格模型的获取精度大幅度提高。庞大的网格数据虽可以保持物体的细节特征,却给计算机的存储、显示和传输带来了困难。为减轻计算机处理数据的压力,方法之一就是简化模型。计算机图形学中的三维模型常采用多边形网格进行描述,空间中三个点确定一个平面,因此三角形是多边形网格中最常用到的多边形,所以,此次网格模型简化研究中,我们仅针对三角网格模型。
1 三角网格简化相关算法
目前网格简化方法一般可以分为三类:元素删除法、网格重绘法和元素折叠法。元素删除法包括点删除和三角形删除,根据网格
模.型的Al几l何性Ri质g和h拓t扑s关R系e来s删er除v顶e点d,.但该方法对原网格模型的特征保持较差。网格重绘法是在原网格模型的基础上重新绘制顶点数更少的模型,但这种方法对于细节特征较多的模型,计算量和误差都较大。相比来说,元素折叠法具有更高的稳定性和简化速度,其主要分为边折叠和三角形折叠,下面将对这两种方法进行论述。 1.1 边折叠边折叠算法首先由Hoppe[1]提出,其基本思想是将三角网格中一条满足条件的边,简化为一个顶点,同时将与该边两个端点相邻的所有顶点都和新顶点相连,并删除所有退化的边和面,如图1所示,可通过三个步骤来完成一次边折叠操作:

A1算机图形学-三角网格模型与LOD基本原理

4. 网格参数化及应用
• • • • 参数化中的几个目标: 保长度保角度变形最小
4. 网格参数化及应用
• 各种不同的参数化方法选择不同的权
4. 网格参数化及应用
对于封闭的模型, 先把模型分片, 对每一片分别参数化
4. 网格参数化及应用
• 网格参数化的应用---纹理映射
4. 网格参数化及应用

三角网格模型的生成网格简化与LOD技术网格优化与光顺网格参数化及应用网格编辑
三角网格模型与LOD基本原理
1. 三角网格模型的生成
1. 三角网格模型的生成
三角网格模型, 是对物体表面的分段线性拟合, 用一个三角面片的集合来逼近物体表面的几何形状. 三角网格模型有三个要素, 顶点, 网格边, 和三角面片. 三角网格模型中最关键的是顶点之间的连接关系, 确定了顶点之间的连接关系, 就确定了网格模型.
3. 网格优化与光顺
• 网格优化基本操作---边分裂 • 对于网格边e, 边分裂操作包括, 插入边的中点Pm, 并调整Pm的位置. 共享边e的两个三角面片, 由四个新的三角面片所替代, 同时, 生成四条新边, 和一个新顶点.
3. 网格优化与光顺
• 网格优化基本操作---边消除(Edge Collapse) • 边消除操作, 合并边e的两个顶点到一个新的顶点位置, 删除边e的两个相邻面片, 将新顶点与其相邻顶点连接, 以生成新的三角面片.
X n ew F u , v , w

l
m
n
Pijk B i , l u B j , m v B k , n w ,
i0 j0 k 0
u , v , w 0,1 0,1 0,1 .

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1.朱春三维几何模型的简化算法研究[学位论文]2006
2.郭震宇三角网格模型的简化技术及多细节层次模型[学位论文]2006
3.胡建伟保持特征的网格形变和编辑算法的研究[学位论文]2009
4.杜晓晖基于局部误差测度的几何模型简化方法研究[学位论文]2008本文链接:/Thesis_Y1398137.aspx
江南大学
硕士学位论文
三角网格模型分割及其简化应用
姓名:曹彩霞
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:董洪伟
20080701
三角网格模型分割及其简化应用
作者:曹彩霞
学位授予单位Biblioteka 江南大学