一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法技术

本发明专利技术公开了一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法，解析各种不同来源格式的三维建筑模型数据，构造表面模型索引和表面模型三角网列表；根据三角网邻近信息，计算每个顶点的二次误差，从而计算每条边的二次误差；法线和面积验证，计算相邻的三角网和化简之后的表面模型三角网列表，采用RTT方法，计算新顶点的空间坐标和纹理坐标，并更新表面模型三角网列表中对应的纹理信息，以及新的顶点和纹理坐标；反复循环化简到指定的三角网数目为止；输出每个三角网的纹理，完成三维建筑模型的化简。本发明专利技术可以从高精度的三维模型自动生成不同细节层次的低精度模型，满足智慧城市各种应用需求。

A three-dimensional architecture model simplification method keeping structure and texture features

The invention discloses a retaining structure and texture features of 3D building model simplification method, data analysis of different kinds of 3D building model format, structure model index and surface model, surface triangulation list; according to the triangle network proximity information, the two error calculation of each vertex, to calculate the two error of each edge; the surface normal and the surface triangulation model validation, after the list of adjacent triangular network calculation and simplification, using RTT method, space and texture coordinates of the new vertex is calculated, and update the corresponding texture information of triangular mesh surface model in the list, as well as new vertices and texture coordinates; cyclic reduction number to the triangulation specified the output of each triangulation; texture, complete the 3D building model simplification. The invention can automatically generate low precision models with different detail levels from high precision three-dimensional model, which can meet the needs of various applications in smart cities.

【技术实现步骤摘要】
一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法
本专利技术涉及地理信息系统、虚拟现实和计算机图形学领域，具体是一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法。
技术介绍
三维模型是数字和智慧城市的重要组成部分，主要包括道路、城市部件、植被和房屋等三维模型，其广泛应用于城市规划、地籍管理和通信规划等领域。随着Lidar和倾斜摄影技术的发展，为大规模三维模型的自动建立提供了可能。微软全球制图计划已经制成全球360个城市的三维模型。国内随着数字和智慧城市的建设，目前已经有多个城市都制作了大量的各种精度的三维模型。但是这些模型采用的软件和存储格式都不同，如何有效地重用和管理这些大规模三维模型，成为当前急需解决的问题。建筑模型在城市中具有重要的作用，也是人们关注的主要的对象。制作三维模型是一个高成本的工作，其主要是由三维模型制作软件制作或者通过摄影测量自动重建而成的，但是由于制作成本高昂，一般都是根据特定的需要制作一个细节模型，一般制作为LOD3或LOD4级别的模型，但是在可视化的过程中，需要不同级别的三维模型，传统的手工制作方法成本太高，如果可以实现三维模型自动化简和生成，将极大改变当前的制作和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法，其特征在于，包括以下步骤：A、解析各种不同来源格式的三维建筑模型数据，构造表面模型索引和表面模型三角网列表；其中表面模型索引是记录模型表面三角网的邻近信息，通过邻近信息得到每个顶点相邻的边和三角网，以及每条边的相邻的三角网；表面模型三角网列表记录每个三角网对应的顶点的空间坐标、纹理坐标和纹理信息；B、根据三角网邻近信息，计算每个顶点的二次误差，从而计算每条边的二次误差，如果一条边相邻的面的数目为1，则表示该边为边界，加入惩罚值ε；将二次误差按照大小进行排序，依次化简每条边，并计算新的二次误差大小，并加入二次误差列表中排序，并进行到步骤C，否则放弃该...

【技术特征摘要】
1.一种保持结构和纹理特征的三维建筑模型化简方法，其特征在于，包括以下步骤：A、解析各种不同来源格式的三维建筑模型数据，构造表面模型索引和表面模型三角网列表；其中表面模型索引是记录模型表面三角网的邻近信息，通过邻近信息得到每个顶点相邻的边和三角网，以及每条边的相邻的三角网；表面模型三角网列表记录每个三角网对应的顶点的空间坐标、纹理坐标和纹理信息；B、根据三角网邻近信息，计算每个顶点的二次误差，从而计算每条边的二次误差，如果一条边相邻的面的数目为1，则表示该边为边界，加入惩罚值ε；将二次误差按照大小进行排序，依次化简每条边，并计算新的二次误差大小，并加入二次误差列表中排序，并进行到步骤C，否则放弃该次化简，进入到步骤D；C、法线和面积验证：比较与此边相关联三角面的法向在折叠前后的变化情况，如果变化过大，则不对该边进行化简；计算边化简之后相邻的三角网的面积和原始的相邻面的面积，如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成名，刘坡，吴昊，于大河，刘振东，王飞，金志国，刘勇，方弛宇，张成成，
申请(专利权)人：中国测绘科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11