一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法技术

本发明专利技术属于模型处理技术领域，具体涉及一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法。该方法包括：获取整体模型，对部分模型进行数据重新组织。其中，部分模型按照材质相同划分网格数据，合并相同材质的网格数据，去除网格数据存在的冗余顶点，这样将网格模型划分为多个模块部分；采用网格简化技术分别简化部分模型的各个网格，对整体模型和部分模型都采用自适应方式简化。本发明专利技术通过对部分模型按照材质相同划分并合并相同材质的网格数据，采用网格简化技术分别简化各个部分，在简化时根据各个部分的面片数量不同自动分配不同的消减比例，从而避免了采用同一的消减比例在对面片数量少的部分进行过度消减产生破损。量少的部分进行过度消减产生破损。量少的部分进行过度消减产生破损。

【技术实现步骤摘要】
一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法


[0001]本专利技术属于模型处理
，具体涉及一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法。

技术介绍

[0002]随着计算机技术的不断发展和应用，在计算机辅助设计下大量零部件模型包含丰富的几何信息，让模型足够细致逼真的同时也加剧了模型渲染仿真的计算压力。由于大量的几何细节在仿真场景中是不必要的，就需要对这些模型进行所谓的轻量化。
[0003]由于数字模型大多是用三角网格表示，所以轻量化是针对三角网格的简化。理论上，已有的三角网格简化技术都可以拿来做轻量化尝试。网格简化技术总的说来就是让简单的网格逼近原有复杂的网格模型，让三角面片数量减少的同时，模型仍有好的显示效果。
[0004]目前，针对模型进行轻量化处理时，进行网格简化的方式是基于网格顶点逐步消减的简化算法，每次删除一个顶点，再三角化删除该点导致的孔洞。通常针对孔洞会有两种三角化结果：
[0005]一种方法由于简化后的模型顶点是原模型顶点的子集，所以简化后的模型基本保留原有外形棱角，不至于变形过大。但算法执行稍显繁琐，不仅要对顶点分类并计算每个点的形变误差，还要三角剖分形成的孔洞。
[0006]另一类算法执行的策略是基于边收缩来简化网格，即通过收缩(Contract)一条边来达到消减点和面的效果，收缩后的点可以是新的顶点，也可以是这条边已有的端点。这种执行策略省去了对孔洞的三角剖分，而算法也从选择删除哪一顶点，改为选择收缩哪一条边。
[0007]目前的三角网格简化算法中，无论是删除点还是删除边，都在做三角面片的消减，简化后仍然可以满足多面体欧拉定理(顶点数
‑
边数+面数＝2)。点或边的选择基于误差计算，即删除该点或边收缩后模型的形变大小，其计算方法依据具体算法各有不同，选择误差最小的点或边进行处理，处理后调整网格的拓扑关系，重新计算误差，再执行下一轮操作，如此循环。
[0008]然而，目前的网格简化算法用于对数模简化时，在简化到一定的面片数量时，容易出现破孔。

技术实现思路

[0009]针对上述技术问题，本专利技术提供了一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，提出网格简化在实施过程中的改进策略，提升数模简化的效果。
[0010]本专利技术采用以下技术方案实现：
[0011]一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，包括：
[0012]获取整体模型，对部分模型进行数据重新组织。其中，部分模型按照材质相同划分网格数据，合并相同材质的网格数据，去除网格数据存在的冗余顶点，得到重新组织后的多
个网格；
[0013]采用网格简化技术分别简化部分模型的各个网格，对整体模型和部分模型都采用自适应方式简化。
[0014]作为本专利技术的进一步方案，网格简化技术为QEM网格简化算法，采用QEM网格简化算法分别简化部分模型中的各个网格，采用QEM网格简化算法进行简化的方法为：调整QEM 算法的参数，基于QEM算法的边收缩算法，每一步收缩一条误差最小的边，选择边的端点之一作为边收缩后的点，并提高网格边界边的误差权重。
[0015]作为本专利技术的进一步方案，自适应方式简化时，还包括对整体模型中各个部分模型的网格面片数量进行统计，每次挑选当前面片数量最大的部分按消减比例进行自适应简化，重复上述消减操作，直至整体模型达到简化要求的面片数量。
[0016]作为本专利技术的进一步方案，采用QEM网格简化算法分别简化部分模型中的各个网格之前，还包括借助字典数据结构，重新组织要合并的网格数据；所述网格数据结构采用顶点列表和三角形列表。
[0017]作为本专利技术的进一步方案，将顶点逐个输入字典结构，剔除原顶点列表中冗余顶点，合并多个网格数据结构的顶点列表中相同的顶点，按值对键进行从小到大排序，输出新的合并后的顶点列表，其中，顶点为键，插入顺序为值。
[0018]作为本专利技术的进一步方案，按所述输出新的合并后的顶点列表，对要合并的三角形列表进行修改，将修改后的三角形列表合成一张列表，获得新的三角形列表。
[0019]作为本专利技术的进一步方案，对整体模型的各个部分模型自动分配不同的消减比例的计算方法为：输入整体模型，找出面片数量最大的部分，计算最大部分的消减比例，按消减比例对该部分模型进行简化，并判断是否达到整体模型消减比例，若未达到整体模型消减比例，则重新找出当前整体模型中面片数量最大的部分并进行简化，若达到整体模型消减比例，则结束对模型的简化。
[0020]作为本专利技术的进一步方案，按消减比例对该部分模型进行简化时，按照材质划分网格数据，合并相同材质的网格数据，对重新组织后的部分模型进行简化。
[0021]作为本专利技术的进一步方案，对重新组织后的部分模型进行简化时，找出面片数量最大的网格，计算该网格的消减比例，调用QEM网格简化算法按消减比例对该网格进行简化，并判断是否达到该部分模型消减比例，若未达到该部分模型消减比例，则继续找出当前片数量最大的网格，若达到该部分模型消减比例，则结束。
[0022]作为本专利技术的进一步方案，对网格模型进行自适应方式简化的方法，包括以下步骤：
[0023]步骤1)网格模型输入网格模型，给定总迭代次数N、参数量ε、初始消减比例R0以及不处理比例p；
[0024]步骤2)若所述网格模型只有一个网格，直接按照给定的消减比例，调用QEM简化算法简化并结束输出；
[0025]步骤3)若迭代次数超过N，结束，否则，找出面片数量最大的网格；
[0026]步骤4)若所述网格模型面片数占当前总面片数比例不超过p，则按比例下调p，转步骤 3)；若超过p，按当前消减比例调用QEM做简化，更新消减面片数A
k
；
[0027]步骤5)若A
k
＝T*R0，结束输出；
[0028]步骤6)按照更新公式，更新当前消减比例为R
k+1
；若R
k+1
小于ε，结束输出；否则转步骤3)。
[0029]本专利技术还包括一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器加载并执行所述计算机程序时实现针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法的步骤。
[0030]本专利技术还包括一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时实现所述针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法的步骤。
[0031]本专利技术提供的技术方案，具有如下有益效果：
[0032]本专利技术的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，通过对部分模型按照材质相同划分并合并相同材质的网格数据，然后再采用自适应的方式，用网格简化技术分别简化各个网格，在简化整体模型时，根据各个部分模型的面片数量不同自动分配不同的消减比例，从而避免了采用同一的消减比例在对面片数量少的部分模型进行过度消减产生破损。
附图说明
[0033]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，包括：获取整体模型，对部分模型进行数据重新组织，其中，部分模型按照材质相同划分网格数据，合并相同材质的网格数据，去除网格数据存在的冗余顶点，得到重新组织后的多个网格；采用网格简化技术分别简化部分模型的各个网格，对整体模型和部分模型都采用自适应方式简化。2.如权利要求1所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，其特征在于，网格简化技术为QEM网格简化算法，采用QEM网格简化算法分别简化部分模型中的各个网格，采用QEM网格简化算法进行简化的方法为：调整QEM算法的参数，基于QEM算法的边收缩算法，每一步收缩一条误差最小的边，选择边的端点之一作为边收缩后的点，并提高网格边界边的误差权重。3.如权利要求2所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，其特征在于，自适应方式简化时，还包括对整体模型中各个部分模型的网格面片数量进行统计，每次挑选当前面片数量最大的部分按消减比例进行自适应简化，重复上述消减操作，直至整体模型达到简化要求的面片数量。4.如权利要求2所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，其特征在于，采用QEM网格简化算法分别简化部分模型中的各个网格之前，还包括借助字典数据结构，重新组织要合并的网格数据；所述网格数据结构采用顶点列表和三角形列表。5.如权利要求4所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，其特征在于，将顶点逐个输入字典结构，剔除原顶点列表中冗余顶点，合并多个网格数据结构的顶点列表中相同的顶点，按值对键进行从小到大排序，输出新的合并后的顶点列表，其中，顶点为键，插入顺序为值。6.如权利要求5所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，其特征在于，按所述输出新的合并后的顶点列表，对要合并的三角形列表进行修改，将修改后的三角形列表合成一张列表，获得新的三角形列表。7.如权利要求6所述的针对数字化工厂数模简化效果提升的实施方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁华，沈永康，胡俊桦，郭成，
申请(专利权)人：浙江西图盟数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：