一种保持细节特征及纹理的网格模型简化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110223397A(43)申请公布日2019.09.10(21)申请号201910460784.9(22)申请日2019.05.30(71)申请人南京维狸家智能科技有限公司地址211100江苏省南京市江宁空港经济开发区飞天大道69号申请人南京止善智能科技研究院有限公司(72)发明人王庆利李世俊(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.G06T19/20(2011.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种保持细节特征及纹理的网格模型简化方法(57)摘要本发明公开了一种保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，步骤包括：建立网格模型的拓扑关系，遍历网格模型上所有的顶点，再对各个顶点进行复杂性的判断，将各个顶点分类为普通顶点、边界顶点、复杂顶点以及孤立顶点；计算网格模型上各个顶点的误差矩阵Q、尖锐度以及纹理显著度；遍历网格模型的各个边，若边不可折叠，则将其折叠代价设为最大值，若边可折叠，则计算其折叠代价，并根据折叠代价的大小将各个折叠边按照折叠代价从大到小的顺序进行排序；按照排序依次对各个可折叠的边进行折叠操作，同时在没次数折叠完成后更新顶点周围的拓扑结构，最终实现网格模型的简化。该网格模型简化方法能够在简化过程中最大限度地保留模型的纹理。CN110223397ACN110223397A权利要求书1/3页1.一种保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，建立网格模型的拓扑关系，遍历网格模型上所有的顶点，再对各个顶点进行复杂性的判断，将各个顶点分类为普通顶点、边界顶点、复杂顶点以及孤立顶点；步骤2，计算网格模型上各个顶点的误差矩阵Q、尖锐度以及纹理显著度；步骤3，遍历网格模型的各个边，若边不可折叠，则将其折叠代价设为最大值，若边可折叠，则计算其折叠代价，并根据折叠代价的大小将各个折叠边按照折叠代价从大到小的顺序进行排序；步骤4，按照排序依次对各个可折叠的边进行折叠操作，同时在没次数折叠完成后更新顶点周围的拓扑结构，最终实现网格模型的简化。2.根据权利要求1所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，步骤1中，普通顶点为该普通顶点周围的所有相邻顶点在该普通顶点周围的所有三角形中均只出现两次；边界顶点为该边界顶点周围的相邻顶点中至少有一个在该边界顶点周围的所有三角形中只出现一次；复杂顶点为该复杂顶点周围的相邻顶点在该复杂顶点周围的所有三角形中出现了3次以上；孤立顶点为该孤立顶点周围没有三角形。3.根据权利要求1所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，步骤2中，计算网格模型上各个顶点的误差矩阵Q的具体步骤为：计算选取的新顶点v0到顶点vi周围所有三角形距离的平方和Δ(vi→v0)为：T式(1)中，planes(vi)表示顶点vi周围的所有相邻三角形，p＝(a,b,c,d)表示由方程ax222+by+cz+d＝0定义的平面，且该方程为归一化的平面方程，即a+b+c＝1，(x0,y0,z0)为新顶点v0的三维坐标，于是有：T记则Δ(vi→v0)＝v0Qv0为其中一个顶点的二次误差，于是边v1v2折叠过程的二次误差可以定义为两个顶点的二次误差之和，即：2CN110223397A权利要求书2/3页式(3)中，v1和v2分别为边v1v2的两个端点，于是记误差矩阵Q为：Q＝Q(v1)+Q(v2)。4.根据权利要求3所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，步骤2中，计算网格模型上各个顶点的尖锐度的计算公式为：式(4)中，vt表示模型网格的第t个顶点，n为顶点vt一环邻域内三角面的个数，表示顶点vt一环邻域第i个三角面的法向量，表示顶点vt一环邻域第i+1个三角面的法向量，表示顶点vt二环邻域且不包含一环邻域的所有三角面的面积和，表示顶点vt一环邻域第i个三角面的面积，表示顶点vt一环邻域第i+1个三角面的面积，并且规定5.根据权利要求4所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，步骤2中，计算网格模型上各个顶点的纹理显著度的计算公式为：式(5)中，n为顶点vt一环邻域内三角面的个数，表示顶点vt一环邻域第i个三角面对应的纹理面积，表示顶点vt一环邻域三角面的面积和。6.根据权利要求5所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，步骤3中，计算折叠代价的计算公式为：式(6)中，A，B均为调节因子，取大于零的实数，用于避免σ与δ值过小引起代价的区分度降低。7.根据权利要求6所述的保持细节特征及纹理的网格模型简化方法，其特征在于，式(6)中，取A＝B＝2，于是式(6)化为：8.根据权利要求7所述的保持细节特征及纹理