一种紧致且简单的多分辨率网格表示

给出了一种新颖的多分辨率三角形网格表示方法,其特点是多分辨率模型隐含在单分辨率模型里,因而其存储空间非常小,比国外文献报道的结果少10%;多分辨率模型从单分辨率模型中提取,因而其提取、显示时间非常短;多分辨率模型是按模型简化的顺序重新排列原模型的三角形表数据而构造的,因而其生成方法非常简单,且可被用来直接提取、显示各层次细节模型。     

多分辨率三角形表及其应用

一个网格模型的多分辨率表示由原模型信息与附加的多分辨率信息组成,由于两者独立存储,所以每次使用一个模型的多分辨率表示时,必须由原模型重新生成。给出了一种网格的多分辨率表示,支持模型渐渐简化、渐进细化及渐渐传输。还给出了这种多分辨率表示的构造方法,通过重新排序网格的三角形表与顶点表的元素,将所有多分辨率信息熔入三角形表之中(称为“多分辨率三角形表”)。由于没有增加任何额外变量,“多分辨率三角形表”仍是原网格的三角形表,一旦被生成后,可以被直接反复地使用。     

紧凑的累进网格数据格式及其网络传输

以基于三角形折叠的三角网格简化算法为基础，给出一种支持三维模型数据累进传榆的数据存储格式，并讨论了该格式在网络环境下的数据压缩问题。该方法首先记录网格简化过程中网格局部的连通性（Connectivity）修改信息，并通过对原始网格中的顶点和面片进行重新排序．生成了由基网格和累进记录序列组成的累进网格数据格式；通过对累进数据格式中的连通性信息进行哈夫曼编码，以及顶点数据的区段离散化，实现了网格拓扑信息的无损压缩和可以预测精度的几何信息压缩。结果显示，利用紧缩的累进数据格式，可自由地实现任意三角网格模型连续分辨的变进或变出，并且相关编，解码过程简单、快速，模型数据的压缩比较高。该数据格式及其数据压缩方法可用于三维模型的压缩存储和网络传输。     

一种新的地景模型简化与快速绘制方法

地景模型是一类重要模型。它可以广泛应用在航空，航天与军事指挥等领域，但由于其数据量极大，如何实现快速绘制是一个难题，本文在分析地景模型数据特点的基础上，提出了地景模型简化的判决准则，并根据该准则提出了基于视点与图像分辨率的区域数据抽取与网格重构方法，以及基于法矢量（梯度）的模型简化及其LOD层次表示，最后进行了实验验证，结果表明，该方法数据压缩量大，绘制速度快，且逼真度无明显变化。     

一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型

针对可以用面模型近似表示的软组织，提出一种俺单可靠的软组织变表仿真的质点弹簧建模方法，虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征，准静态方法求解模型使仿真效果更好；用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次，仿真时依质点所受力的大小动态细分，以提高模型仿真的精确度，实验表明：所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感；局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少，但其计算精度却提高多倍。     

玉米群体冠层实时物理模拟

植物器官具有柔性体性质,如何快速高效地处理植物群体内部、植株之间,以及植物器官之间的碰撞检测及变形问题是进行植物群体实时物理模拟的关键.以玉米群体冠层为例,提出了四面体网格结合皮肤网格的双层架构的植物群体物理模拟方法.该方法创建与植株精细的三角形皮肤网格模型相对应的较粗糙的四面体网格包络模型,在四面体网格模型上进行物理模拟、碰撞检测等计算,然后通过四面体网格与皮肤网格间的关联将模拟结果变换到三角形精细网格模型,从而实现了较为逼真、稳定的植物群体实时物理模拟效果.     

一种基于曲面细分的大规模地物建模方法

结合纹理特征曲线和高程数据,提出了一种曲面细分的算法来构建多分辨率地物模型.将地物表面的高程信息和提取该高程信息的特征值数据映射到三角网格纹理中,该算法给出了一种三角边与纹理特征曲线相交的三角面分裂方法构造自适应细分三角网格.通过设计细分三角网格的二叉树数据结构和开发测试程序进行测试,表明该算法具有建模速度快、保持几何特征较好的特点,可以满足在PC机上实现地物模型的大规模建模和实时交互显示要求.     

高质量保形三角网格简化算法

网格简化算法在多分辨率模型显示、三角网格模型重构、网络传输等领域应用广泛,但是目前的简化算法简化后的网格,经常会出现极大、极小、狭长的三角片,质量不高。在基于QEM(QuadricErrorMetric)简化方法的基础上,提出了在点对折叠代价中引入折叠点对关联形状因子、法向量的夹角因子、边长的非线性加权因子3种优化因子,并配合虚折叠回退操作,对简化过程中网格质量进行综合优化,并取得了较好的简化结果。     

数据网格资源协同分配问题研究

针对网格资源动态、自治、分布的特点以及数据网格中存在的数据复制问题,提出了基于市场机制,具有分布式特性,并且支持数据复制机制的数据网格资源分配体系结构(data grid maket-based architecture,DG-MA)。在此基础上,采用多单位组合拍卖模型(multi-unit combinatorial auction,MUCA)对数据网格中的资源协同分配问题进行建模,给出了用分支界限技术求多单位组合拍卖问题最优解的具体算法,从而得到了基于市场机制的数据网格资源协同分配最优方案。     

水下地形的构建与可视化

与陆地地形建模相比，水下地形的多分辨率建模是一个逆向的过程，它通过较为少量但非常有价值的数据来建立水下地形的拓扑结构。本文提出了一种对地形原始三角边的参数曲线描述方法，在此基础上根据对原始三角形的兴趣值通过分形的方法进行细化，研究实现了不同细化程度的相邻三角形公共边上的无缝连接，并开发实现了基于OpenGL的水下地形可视化应用系统。     

一种适合多分辨率网格渐进绘制的简单存储结构

多分辨率模型常常消耗很大的储藏空间,从CPU到图形系统的传输是模型绘制的瓶颈问题。给出了一种多分辨率模型表示和一种绘制单元,能够应用于模型的存储阶段和绘制阶段,以降低模型的存储量和绘制传输量,实验结果验证了提出的方法。     

一种新颖的网格综合优化算法

用三角网格逼近三维扫描所得散乱点集,实现曲面重构,是一种得到广泛应用的技术。为了提高网格对物体表面的逼近精度,需要对网格进行优化。提出一种新颖的网格综合优化算法,将基于SOM的网格优化模型和节点分裂算法有机结合,使网格中顶点的分布更符合散乱点数据的空间分布,使网格更好地逼近数据点集,还通过分裂大度数顶点来改善网格的拓扑关系,使其更好地反映原始数据点集的拓扑特征,也使得网格更加平滑。试验结果表明,该算法取得的网格优化效果良好。     

一种新的连续多分辨率模型自动生成算法

提出了一种新的多分辨率模型自动生成算法，该方法所采用的基于顶点合并的网格简化算法不仅能减少模型中的三角形数目，而且能很好地保持模型扑拓结构。算法采用基于点到平面距离的误差控制方法，能根据用户指定的简化率通过原始网格中的顶点合并达到大量简化的目的。本文还给出了一种基于顶点合并／分裂的累进网格的构造方法。该简化算法具有良好的保真性 并能在绘制时动态产生多分辨模型。文中给出的一组实例说明了该算法的有效性。     

一种有效的网格综合优化算法

提出一种有效的网格综合优化算法。给定一定数量的三维散乱点和一个初始三角网格,使用Hoppe提出的能量函数对网格顶点位置优化,使网格更好的逼近三维散乱点。同时通过分裂网格中度数特别大的节点,使网格的空间形状更加平滑。计算机仿真实验表明,使用该算法能够获得形状良好的网格。     

一个三维地形仿真系统的设计与实现

介绍了自主设计开发的大规模三维地形仿真系统，该系统采用C／S结构，在数据分块的基础上，通过合理的数据调度策略及有效的数据结构，使得数据以“流”的方式进行处理和显示。系统计算量小，内存消耗低，支持海量数据的无缝漫游，同时支持多用户并发控制及多窗口显示。     

网格参数化与几何图像

将三角网格模型进行参数化并重采样生成几何图像,借助当前成熟、高效的图像处理技术,利用图像代替复杂三角网格进行数据处理,可以有效地解决三维几何数据压缩、传输、渐进表示等问题。作者引入了不同的参数化方法生成三维模型的几何图像,并分析了Tutte重心映射法、离散保角映射法、离散保积参数化方法、Floater均值坐标法和几何拉伸参数化方法五种参数化方法在几何图像方法中对三维模型重构的影响。实验结果表明,采用几何拉伸方法所生成的几何图像具有最好的PSNR值和主观的重构质量。