基于特征保持的网格模型简化算法研究

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1、学校代码10530学号201330111806分类号TP391密级公开硕士学位论文基于特征保持的网格模型简化算法研究学位申请人蔡承蒙指导教师石跃祥教授学院名称信息工程学院学科专业计算机技术研究方向图像处理二○一六年五月二十六日MeshSimplificationMethodResearchBasedonFeaturePreservedCandidateChengmengCaiSupervisorYuexiangShiCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramC

2、omputerTechnologySpecializationImageManagementDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateMay26,2016湘潭大学学位论文原创性声明本人邦重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡。献的个人和集体，均己在文中明确方式标明本人完全意识

3、到本声明的法律后果由本人承担。一作者签名：日期：灰八年Ｓ月言（日皆和篆学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借閲。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。：作者签名：曰期批乂年女月曰＇的心导师签名；７々卒日期；年Ｊ月之約摘要随着互联网

4、技术和计算机图形学的急速发展，三维几何模型在人们生活中越来越常见，已经逐渐成为继声音、图像、视频后又一种数字媒体形式，在许多领域都得到广泛的应用，例如：电影、游戏、动画、工业设计、计算机仿真、可视化等等，特别是近几年互联网的迅猛发展更为图形学的进一步提升带来了无限机遇，尤其是在虚拟现实、远程医疗等高科技领域，图形学发挥着不可替代的作用。但是随着时代的不断进步，产生的数据成指数级喷涌而出，在这种大数据背景下，为3D模型的处理带来了挑战，如何处理大数据量的模型成为图形学研究者们面临的难点之一。当使用仪器对一个物

5、体进行扫描生成计算机可处理的数字模型时，通常需要尽可能详细的展现物体的各个细节部分，但这样做带来的结果是获得的模型数据量往往都很庞大，有时含有几十万、几百万，甚至上千万面片。当对这些庞大的模型做进一步操作时，就需要处理大量数据，导致运行过于缓慢，这时就必须要对模型先进行一步简化操作，以降低模型的数据量，方便后续处理。在网格模型的简化算法研究进程里，涌现出了很多经典方法：DeRose[36]等人提出的基于小波分解理论的网格模型简化方法；Rossignac等人提出的基于顶点聚类的网格模型简化方法；Schroed

6、er等人提出的基于顶点删除的网格模型简化方法；Hoppe等人提出的基于边收缩的网格模型简化方法；Garland等人完善了Hoppe方法，提出了基于二次误差度量准则(QEM)的网格模型简化方法；以上列出的这些方法都取得了比较好的简化效果，但是他们都没有考虑真实物体的细节信息，所以他们的简化结果都比较均匀，却丢失了网格上的细节特征。近些年也出现了一些基于特征保持的网格模型简化方法，像Lee等人提出的基于网格显著度的简化方法；刘晓利等人提出的基于网格尖特征度的简化方法等。这些方法的核心思想是通过某种度量准则，使得

7、模型上细节特征区域具有较大的惩罚度，在模型简化顺序中排在靠后位置，达到了简化模型的同时又保留了模型细节特征的目的。本文方法也是基于这种思想，通过Morse函数加双边滤波的方式计算得到顶点的显著度，将顶点显著度融入到QEM算法中从而改变边折叠顺序。在计算网格顶点的显著度时，不仅考虑到了顶点周围的拓扑结构对中心点的影响，同时考虑到顶点所在区域的局部特征，所以简化结果较好的保持住了网格的细节特征。关键词：网格简化；Morse函数；网格显著性；双边滤波IAbstractWiththerapiddevelopment

8、ofcomputergraphics,3Dmodelsarebecomingmorecommoninpeople'slives,andbecominganotherdigitalmediagraduallyaftervoice,image,andvideo.Ithasbeenusedwidelyinmanyfield,likemovie,games,animation,industrialdesign,andvi