【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混合多边形网格动态简化领域，尤其涉及一种基于三角形和四边形网格动态简化与复原并保留原有外形的新型网格简化技术。
技术介绍
1、网格简化算法在计算机飞速发展时代，越来越重要，随着模型的精细度与复杂程度的增加，随之带来的是对计算机存储容量，处理速度，绘制速度，传输效率要求的提高。但不能一味的提高硬件设备来满足日益增加的模型精细度与复杂度。并且在很多的情况下，高度精细与复杂的模型并非总是必要的。因为绘制高精度的模型所花费的绘制时间也会随着模型的复杂度变化。所以，在有的环节必须要用一些简单的模型来替换原始的复杂模型。在这个背景下，就需要对模型进行简化。这样就可以减少模型的面片。简化之后的模型，在存储，传输，处理以及绘制都有着重要的意义，网格简化已经有一定的研究，但以往的简化算法都是静态简化算法。例如，顶点聚类算法，重新布点算法等，都只能做到考虑模型自身的信息，不能恢复原有模型的信息，这样的坏处就在于，当某些场景仍然需要精细度高的原始模型时，由于静态简化算法，没办法恢复，所导致模型的精细度没办法复原。动态简化算法的提出很好的解决的上述的问题，动态简化算法，可以在简化过程中，保留每一步简化过程，并且保留网格原来的拓扑特征，使网格在简化以后仍然可以复原到原有网格的样子。这样就可以在任何场景使用任意精细度的网格模型。且不用担心网格出现没办法复原的效果。因此在混合多边形网格的使用中，动态多边形网格简化意义重大。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术的目的
3、(二)技术方案
4、本专利技术提供了一种新型混合多边形网格简化技术，包括：
5、数据获取，本步骤制作了两大类数据集包括：三角形网格数据，四边形网格数据，两者均为3d点云数据。
6、数据类型，三角形网格，采用的.osgb文件封装。四边形网格数据采用.ply文件进行封装。
7、数据读取，根据读取数据内容，判定模型网格面数，通过动态分辨网格类型，采用不同的数据结构，接收相应数据，并将数据进行预处理，为模型绘制做准备。
8、模型绘制，将封装的3d点云数据通过osg进行三维模型绘制，并可视化。
9、网格简化，本技术可以通过动态检测读取网格的面数，根据不同网格采用不同的网格简化算法。
10、网格细分，通过复原或增强已经简化的网格，达到增加精细程度的效果。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术所采用的数据集包括：
12、osgb数据，通过倾斜摄影获取的三维模型数据，具体为城市的三维立体数据，包含整个城市的立体影像与纹理。
13、ply数据，包括，人手数据，蛛网数据，花朵数据
14、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术的实现包括：
15、三角形网格简化，三角形网格存在结构稳定的属性，可以采取边折叠和点分裂的动态简化算法，可以在实现动态简化的前提下，不会让网格出现视觉跳跃的情况。并且可以保留三角形网格简化的每一个步骤，可以实现动态回溯。进行三角形简化的时候，需要在三角形网格中选定一条需要进行折叠的边，确定新顶点，进行边折叠操作，并将边折叠的操作记录保存，后续可以根据记录的折叠数据，通过点分裂的方式将简化后的模型重新复原为原模型得到原有模型的清晰度。实现了网格简化的动态化。
16、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术的实现包括：
17、四边形网格简化-多和弦删除，四边形网格存在网格模型结构不稳定的情况，直接采用和三角形网格相似的边折叠算法进行动态简化，会导致四边形网格中引入三角形网格，导致四边形网格原有结构的破坏。所以采用一种新型的多和弦删除技术，通过遍历四边形网格找到具有连通性的四边形网格组，并删除整个与之相连的四边形。实现四边形整体的简化。
18、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术的实现包括：
19、四边形网格简化-四边形塌陷，单独折叠单个四边形，并且可以保证删除单个四边形网格之后，不会影响整体四边形构造，保持四边形原有的约束。不会引入其他多边形。可以实现在整体外观不受影响的情况下简化某些特定的单个四边形网格。
20、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术的实现包括：
21、四边形网格简化-双重崩溃，在对四边形网格进行单一简化之后，可能会在原有网格的基础上，出现公用两条公共边的四边形，这种情况，也可能在初始模型中也存在，就可以通过双重崩溃的方法，来删除同时公用两条公共边的四边形。同时保持原有四边形约束，不引入其他多边形。
22、在本专利技术的一些实施例中，所述网格动态简化技术的实现包括：
23、四边形网格细分，通过对四边形网格进行空间三维投影，获取三个维度的质心投影，并进行质心的三维加权平均，得到每一个四边形网格的三维质心点，并通过质心点与四边形各个顶点组成新的四边形，实现四边形网格模型的膨胀话效果。
24、(三)有益效果
25、本专利技术的一种新型混合多边形网格简化技术，相较于现有技术，至少具有以下优点：
26、1、可以读取任意点云数据，不受限于封装数据的类型，通过点云数据动态绘制成相应的网格数据，并通过本技术进行可视化展示。
27、2、可以根据读取网格模型的边数，动态采用不同的网格简化算法。可以依据不同算法实现定制化的网格简化，不会影响网格本身的约束性。极大的保存了网格的原有结构。简化了使用者，需要根据不同的网格模型进行网格简化的选择的步骤。
28、3、实现了三角形网格的动态增删，实现了网格简化的平滑效果，可以将网格简化的每一个步骤保存，使得网格可以回溯到任意分辨率的网格。
29、4、实现了四边形网格多和弦删除，在保留网格整体结构大致不变的前提下，删除与某一四边形联通的所有四边形网格。并保留原有约束。
30、5、实现了四边形网格单一四边形塌陷，删除指定四边形网格，并保留原有约束。
31、6、实现了四边形网格双重塌陷，删除共用两条四边形网格的指定四边形，并保留原有约束。
32、7、实现了四边形膨胀，通过三维投影，加三维加权平均得到空间四边形网格的质心，并通过质心实现单一空间四边形网格四倍膨胀的算法。
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1.一种新型混合多边形网格简化技术步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，数据获取还包括：任意以点云数据封装的网格模型数据，都可以成为本技术的输入，并自定义了四边形和三角形数据结构。
3.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，模型匹配还包括：以点阵形式匹配，以线段形式匹配和以多边形形式匹配，OSG封装下的模型具有多种类型，包括以点，线，面。
4.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化，包含三角形边折叠算法，三角形边折叠算法通过计算各个边的折叠损失来排简化的边的顺序，边与边之间的损失通过计算，某一端点与之相连的三角形的距离之和作为损失值，将边的两个顶点的损失值进行比较，损失值低的作为边折叠后的新顶点。
5.根据权利要求4所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化还包括四边形多和弦删除，通过设立访问标签，对所有为访问过的四边形进行遍历，已经访问过的修改访问标签为0，未访问过的标签为1，随机找一条边，随便从那个边开始，定义一个起始位置即可，结束条件
6.根据权利要求5所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化还包含四边形塌陷简化算法，在四边形网格进行多和弦整体简化之后，还会有对局部四边形简化的需求，对于不在多和弦上的单一四边形，如果存在某个四边形的对角线顶点出现奇数个邻域四边形，就可以使用四边形塌陷的方式简化这一特殊四边形，具体操作为，将这个四边形的非奇数邻域顶点合并使得整个四边形变成一条线段，完成单一四边形的简化。
7.根据权利要求6所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化还包含四边形双重崩溃简化算法，在使用过多和弦删除和四边形塌陷简化算法之后，可能会导致原有模型出现两个四边形公用两条公共边的情况，这种情况也可能出现在原有模型网格构造中，要对这类网格进行简化，需要在四边形网格数组中进行遍历，当出现两个四边形有三个公共点，既有三个顶点两两相同，证明，这两个四边形有两条公共边，就满足使用双重崩溃的条件，可以对这一类四边形使用双重崩溃进行简化，具体操作为，将公用的三个点合成一个点的操作，将两个四边形变成两条线段，完成两个四边形的折叠简化。
8.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中网格细分技术，包括三角形点分裂算法，通过边折叠记录加上点分裂完成三角形网格的细分。
9.根据权利要求8所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中网格细分技术，包括空间四边形细分，通过三维投影，获取空间四边形在x,y,z平面的投影平面网格，并计算网格对角线交点坐标，然后利用三维加权平均得到空间四边形质心的三维坐标，然后通过质心细化四边形。
...【技术特征摘要】
1.一种新型混合多边形网格简化技术步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，数据获取还包括：任意以点云数据封装的网格模型数据，都可以成为本技术的输入，并自定义了四边形和三角形数据结构。
3.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，模型匹配还包括：以点阵形式匹配，以线段形式匹配和以多边形形式匹配，osg封装下的模型具有多种类型，包括以点，线，面。
4.根据权利要求1所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化，包含三角形边折叠算法，三角形边折叠算法通过计算各个边的折叠损失来排简化的边的顺序，边与边之间的损失通过计算，某一端点与之相连的三角形的距离之和作为损失值，将边的两个顶点的损失值进行比较，损失值低的作为边折叠后的新顶点。
5.根据权利要求4所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化还包括四边形多和弦删除，通过设立访问标签，对所有为访问过的四边形进行遍历，已经访问过的修改访问标签为0，未访问过的标签为1，随机找一条边，随便从那个边开始，定义一个起始位置即可，结束条件找到所有的和弦，既遍历完成所有四边形网格，或者人为定义结束点，在遍历过程中，回到出发点，既得到一个多和弦，将整个遍历过程记录下来，为整个多和弦的组成部分，通过遍历多和弦实现四边形网格的简化。
6.根据权利要求5所述的一种新型混合多边形网格简化技术，其中，网格简化还包含四边形...
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