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基于边折叠的实景三维模型简化算法

地球信息科学学报 2024年第10期26卷 2254-2267页

作者：金河刘涛杜萍张钊丁楠楠陈忱贾彦党刘昌新兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司兰州730030

三维模型轻量化是实景三维中国建设的当务之急,对三维模型进行一定简化是较为合适的途径。在模型简化算法中,二次误差测度QEM(Quadric Error Metrics)算法是较为经典的算法。但传统的QEM算法在简化过程中没有专门的机制来保护重要细节,... 详细信息

三维模型轻量化是实景三维中国建设的当务之急,对三维模型进行一定简化是较为合适的途径。在模型简化算法中,二次误差测度QEM(Quadric Error Metrics)算法是较为经典的算法。但传统的QEM算法在简化过程中没有专门的机制来保护重要细节,并且简化后模型网格质量有待进一步优化。为此,本文提出了一种基于边折叠的实景三维模型简化与优化方法,该方法中的简化算法引入了顶点近似曲率及体积误差作为约束条件,以改变边折叠代价从而使三维模型在简化的同时能够保持模型的重要细节,达到较好的简化效果。在改变边折叠代价的同时加入边界保护条件,有效保护了模型边界。最后针对简化后的网格进行了拉普拉斯网格优化处理,用于三角形形状优化和特征保持。本文使用的数据源是采用倾斜摄影测量方式采集影像并使smart3D三维重建得到的格式为OSGB的实景三维网格模型数据,使用这一数据源进行实验研究,并和经典的QEM算法进行对比。研究结果表明,本文算法很好地保留了三维模型的细节特征,同时提高了简化模型的网格质量。该算法适用于实景三维模型的轻量化。

关键词：二次误差测度拉普拉斯网格优化模型简化实景三维边折叠误差度量特征保持边界保护

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基于尖特征度的边折叠简化算法

软件学报 2005年第5期16卷 669-675页

作者：刘晓利刘则毅高鹏东彭翔天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深圳大学理学院广东深圳518060

目前存在的自动曲面简化算法在低分辨率的状态下往往忽略模型的重要几何特征,如尖角或者曲率大的区域,从而导致视觉上的退化.在Garland简化算法的基础上,引入尖特征度的概念,并将其加入到误差测度中,从而改变了边折叠顺序.简化模型不仅... 详细信息

目前存在的自动曲面简化算法在低分辨率的状态下往往忽略模型的重要几何特征,如尖角或者曲率大的区域,从而导致视觉上的退化.在Garland简化算法的基础上,引入尖特征度的概念,并将其加入到误差测度中,从而改变了边折叠顺序.简化模型不仅保留了模型的重要几何特征,而且合理分配三角网格,在曲率大的区域稠密,在平坦区域稀疏,简化效果更好.

关键词：曲面简化尖特征度边折叠二次误差测度

基于边折叠和质点弹簧模型的网格简化优化算法

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计算机辅助设计与图形学学报 2006年第3期18卷 426-432页

作者：李基拓陆国栋浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310027

通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上... 详细信息

通过边折叠实现网格曲面简化,提出了保持曲面特征的边折叠基本规则,引入边折叠顺序控制因子λ,给出了折叠点坐标获取方法,简化过程中网格边长度趋于均匀.在曲面简化基础上,利用质点弹簧模型优化网格形状.将网格顶点邻域参数化到二维域上,在质点弹簧模型中引入约束弹簧,约束调整网格顶点,并逆映射到三维原始曲面上,局部优化网格顶点的相邻网格;调整曲面上所有网格顶点,在全局上优化网格形状.在曲面简化优化过程中,建立原始模型曲面和简化优化后曲面之间的双向映射关系;曲面的网格顶点始终在原始模型表面上滑动,并以双向Hausdorff距离衡量、控制曲面间的形状误差.应用实例表明:文中算法稳定、高效,适合于任意复杂的二维流形网格.

关键词：边折叠质点-弹簧模型网格简化网格优化双向Hausdorff距离

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一种基于边折叠的多边形网格简化算法

铁道学报 2000年第3期22卷 52-55页

作者：王海滨阮秋琦北方交通大学信息科学研究所北京100044

虚拟现实的真实感限时图形生成中加速技术十分关键 ,细节层次模型 (L OD)在实时绘制复杂场景中得到了广泛应用。本文介绍了一种基于边折叠的多边形网格简化算法 ,该算法能够有效地减少模型的多边形数 ,算法实现简单而且速度快。最后给... 详细信息

虚拟现实的真实感限时图形生成中加速技术十分关键 ,细节层次模型 (L OD)在实时绘制复杂场景中得到了广泛应用。本文介绍了一种基于边折叠的多边形网格简化算法 ,该算法能够有效地减少模型的多边形数 ,算法实现简单而且速度快。最后给出了应用实例说明其优点。

关键词：多细节层次边折叠虚拟现实网格简化

基于质心Voronoi图重构的UDSM边折叠简化

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应用光学 2020年第1期41卷 127-133页

作者：刘盛恩陈向宁王得成中国人民解放军航天工程大学

城市数字表面模型网格(UDSM)的相邻网格常常出现曲率剧变,而这些位置是UDSM的细节部分,简化过程中应当尽量保持。针对该情况,引入了质心Voronoi图重划分网格,将曲率较小的表面的点云密度大大降低。重划分的网格表面细节与周围的平滑表... 详细信息

城市数字表面模型网格(UDSM)的相邻网格常常出现曲率剧变,而这些位置是UDSM的细节部分,简化过程中应当尽量保持。针对该情况,引入了质心Voronoi图重划分网格,将曲率较小的表面的点云密度大大降低。重划分的网格表面细节与周围的平滑表面的三角网格尺寸悬殊,在该基础上使用二次误差矩阵边折叠进行LOD构建时网格发生明显变化,范围大大减少。算法在时间性能与网格误差与直接边折叠相近的前提下,更多地保存简化后的网格细节。

关键词：网格简化城市数字表面模型质心Voronoi图网格重划分边折叠

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融合边折叠与平面约束的建筑物模型简化方法

测绘科学 2023年第5期48卷 191-196页

作者：袁泽平徐益冰缪钢烽王江皊赵沛冉杭州市规划和自然资源局富阳分局杭州311400 杭州市富阳区规划和自然资源综合信息中心杭州311400 浙江省测绘科学技术研究院杭州311100

针对倾斜摄影测量重建的三维建筑物模型存在三角形面元数据量大的问题,该文探索了一种基于平面结构保持的建筑物模型简化方法。使用双边滤波处理模型的三维网格,从而抑制平滑区域的网格起伏和保留过渡区域的边缘特征。在此基础上,利用... 详细信息

针对倾斜摄影测量重建的三维建筑物模型存在三角形面元数据量大的问题,该文探索了一种基于平面结构保持的建筑物模型简化方法。使用双边滤波处理模型的三维网格,从而抑制平滑区域的网格起伏和保留过渡区域的边缘特征。在此基础上,利用区域增长法提取有效的平面结构分布。将边折叠算法和平面结构约束融合,设计边折叠运算的代价函数,以迭代的方式删除多余边,直至满足模型精简的条件。通过实测数据处理并与现有先进算法进行比较分析,结果表明,该文方法可以压缩99.5%的数据量并保持良好的建筑物结构形态,在建筑物简化建模方面具备有效性。

关键词：倾斜摄影测量边折叠平面约束建筑物模型网格简化

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基于局部区域面积度量的边折叠简化算法

小型微型计算机系统 2007年第10期28卷 1874-1879页

作者：吴新荣樊晓平张恒瞿志华中南大学信息科学与工程学院湖南长沙410083

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... 详细信息

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.

关键词：网格简化局部区域面积度量边折叠二次误差矩阵虚拟现实

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一种边折叠三角网格简化算法

计算机工程 2007年第12期33卷 12-15页

作者：杜晓晖尹宝才孔德慧北京工业大学多媒体与智能软件技术北京市重点实验室北京100022

针对目前自动网格简化算法在大规模简化时往往丢失模型重要几何特征的问题,该文提出了一种改进的边折叠三角网格简化算法。在Garland算法基础上引入三角形重要度概念,并加入到误差测度中,使得二次误差测度不仅能够度量距离偏差,而且能... 详细信息

针对目前自动网格简化算法在大规模简化时往往丢失模型重要几何特征的问题,该文提出了一种改进的边折叠三角网格简化算法。在Garland算法基础上引入三角形重要度概念,并加入到误差测度中,使得二次误差测度不仅能够度量距离偏差,而且能够反映模型局部表面几何变化。实验结果表明新的算法在保持二次误差测度快速特点的同时,使得简化模型在较低分辨率下能够保持更多的重要几何特征,有效地降低了视觉失真。

关键词：网格简化边折叠二次误差测度三角形重要度

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多体模型的三角形网格可控边折叠方法研究

计算机工程与应用 2010年第32期46卷 13-16页

作者：王占刚左建平中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

多体模型在3DGIS中使用三角网表达,地质体之间因空间相邻关系存在公共面。目前网格简化方法主要针对单体模型,无法满足多体模型网格简化需要。提出了基于可控序列的边折叠条件分离相邻边界内外的公共面和非公共面部分,并使多体简化过程... 详细信息

多体模型在3DGIS中使用三角网表达,地质体之间因空间相邻关系存在公共面。目前网格简化方法主要针对单体模型,无法满足多体模型网格简化需要。提出了基于可控序列的边折叠条件分离相邻边界内外的公共面和非公共面部分,并使多体简化过程统一处理。实验分析表明该方法能够满足多体模型简化要求,并能处理地学中带有约束条件的顶点。

关键词：多体网格简化不规则三角网边折叠三维