一种基于预测-校正模型的网格简化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于预测‑校正模型的网格简化方法，包括：读取三维网格中所有的顶点和面，计算其基础二次方矩阵和二次误差矩阵；计算出所有边的初始折叠误差和对应的新顶点的位置，将初始折叠误差插入优先队列中；从优先队列中选择折叠误差最小的一条边，进行一次折叠操作，并更新相关的顶点和面；根据新顶点的位置，重新计算相邻面的基础二次方矩阵和新顶点的二次误差矩阵；重新计算与折叠点相邻的边的折叠误差和对应的新顶点的位置，更新优先队列；判断满足设定的简化条件为止。本发明专利技术能够在快速高效的精简网格的同时，有效的控制边折叠过程中的累积误差，改善简化模型的质量，提升整体的简化效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预测-校正模型的网格简化方法
本专利技术属于计算机图形学领域，涉及三维网格简化技术，特别是涉及一种基于预测-校正模型的网格简化方法。
技术介绍
在计算机中，三维模型通常表示为面模型或者体模型；其中，使用多边形网格尤其是三角网格的面模型最为常用，这种模型的通用性和灵活性比较好，而且数学表示简单。随着人们对于图像质量要求的提高，网格模型复杂度也随之提高，即便是一个非常简单的模型，可能也需要上万个三角面来描述，因此网格模型简化算法的研究显得尤为重要。目前基于三角网格的简化方法有许多种，根据原理的不同大致可以分为顶点删除法、顶点聚类法、边折叠法和面折叠法等。其中，边折叠法使用最为广泛。Garland等提出基于QEM(QuadricErrorMetrics，二次误差测度)的简化算法，其误差测度为顶点到平面的距离平方和，优点为计算速度快，生成网格较为平均，是一种非常有效的化简算法。但此方法会在边折叠过程中引入折叠误差，并造成误差的累积。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种基于预测-校正模型的网格简化方法，通过校正边折叠过程中新顶点的二次误差矩阵，能够有效的控制简化过程中的累积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于预测‑校正模型的网格简化方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，读取三维网格中所有的顶点和面，计算其基础二次方矩阵和二次误差矩阵；第二步，计算出所有边的初始折叠误差和对应的新顶点的位置，并将初始折叠误差插入优先队列中；第三步，从优先队列中选择折叠误差最小的一条边，进行一次折叠操作，并更新相关的顶点和面；第四步，根据新顶点的位置，重新计算相邻面的基础二次方矩阵和新顶点的二次误差矩阵；第五步，重新计算与折叠点相邻的边的折叠误差和对应的新顶点的位置，更新优先队列；第六步，判断是否满足简化条件，若不满足，则返回第三步；若满足，则过程结束。

【技术特征摘要】
1.一种基于预测-校正模型的网格简化方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，读取三维网格中所有的顶点和面，计算其基础二次方矩阵和二次误差矩阵；第二步，计算出所有边的初始折叠误差和对应的新顶点的位置，并将初始折叠误差插入优先队列中；第三步，从优先队列中选择折叠误差最小的一条边，进行一次折叠操作，并更新相关的顶点和面；第四步，根据新顶点的位置，重新计算相邻面的基础二次方矩阵和新顶点的二次误差矩阵；第五步，重新计算与折叠点相邻的边的折叠误差和对应的新顶点的位置，更新优先队列；第六步，判断是否满足简化条件，若不满足，则返回第三步；若满足，则过程结束。2.根据权利要求1所述的基于预测-校正模型的网格简化方法，其特征在于，第一步包括如下过程：通过下式计算每个面的基础二次方矩阵Kp，存入对象的属性中：其中，p＝[abcd]T代表了平面：ax+by+cz+d＝0(a2+b2+c2＝1)a、b、c由面的单位法向量得到，d＝-(ax+by+cz)；将计算获得的矩阵Kp保存在顶点的属性中；通过下式计算所有顶点的二次误差矩阵Q：其中planes(v)代表了与顶点v相邻的所有面，将计算获得的Q保存在顶点的属性中。3.根据权利要求1所述的基于预测-校正模型的网格简化方法，其特征在于，第二步中新顶点位置和折叠误差的计算方法如下：通过下式计算新顶点的二次误差矩阵的估计值判断矩阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：王慧青，焦越，吴煜豪，杨哲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32