非流形建筑物模型简化[精选].docx

GameRes游戏开发资源网文本已被CADCG2008(大连，中国)录用，如需转载请注明并保留本行文字,违者将追究法律责任。-------------------------------------------------------------------------------------------非流形建筑物网格简化?梁成, 张嘉华, 李桂清(华南理工大学计算机科学与工程学院，广东广州 510640)Simplification of Non-manifoldBuilding MeshesLiang Cheng, Zhang Jiahua, Li Guiqing(College of Computer Science and Engineering, SouthChinaUniversity Of Technology, Guangzhou 510640, China)+Corresponding author: Phn: +86 86-020 E-mail: aliceliang85@126.comAbstract:A novel approach is proposed for decimating non-manifold mesh models of buildings created by 3D modeling softwares. A 1/x edge data structure is introduced for retrieving proximities in the non-manifold Models. Moreover, A special cost function is derived for edge collapsing of this special kind of mesh models. Metopes and roofs of a building are also recognized before simplification in order to preserve these important topology and shape features.Key words:non-manifold; building model; mesh simplification; edge collapses; 1/x edge word摘要:本文提出了一种针对利用三维造型软件手工制作的非流形建筑物网格模型的简化方案。为了能兼容建模过程中出现的非流形问题，引入了1/x边结构以处理邻接关系。同时，提出一种适合非流形建筑的边折叠代价公式。此外，通过识别建筑物主墙体和屋顶来保持保持建筑物的重要拓扑关系和形状特征。关键词:非流形;建筑物模型;网格简化;边折叠;1/x边中图法分类号:TP391.41　　　文献标识码: A在一些3D图形应用程序中会经常遇到各种建筑物的绘制。特别是在数字地球漫游系统，例如Google Earth，World Wind等，往往需要同时绘制大量不同精度的建筑物。一些商业公司的做法是，让建模人员利用三维造型系统地对同一建筑物制作不同精度的模型来实现细节层次(Level of Detail，LOD)。这样不但会增加制作成本，而且容易导致模型的不一致性。另一方面，传统的简化算法要么不能处理非流形模型，要么没有兼顾建筑物所具有的特性。为此本文提出一种针对手工制作的非流形建筑物模型的简化算法，并在此基础上自动生成不同精度的建筑物模型。本文的工作有如下特点：针对非流形建筑物，提出了专门用于处理非流形网格的1/x边结构，能够很好地处理非流形建筑物网格。特征和轮廓保持：提出了更全面考虑建筑物特征的边折叠算法的代价公式，针对非流形拓扑关系引入了限制条件，消除了简化后网格的零面积三角形并避免产生拓扑裂缝。能够维持原网格的保真度，简化后建筑物网格的基本特征和轮廓得到保持。相关工作Masuda等认为非流形网格可以直观地理解为线框、表面和实体的复合体[Masuda. 1993]。与流形网格不同，非流形网格允许存在悬点、悬边、悬面等，n维集合元素不再仅只由n-1维集合元素组成，而是由各种元素粘合得到。图1是一些非流形网格的例子。图1：非流形网格例子常见的非流形模型的表示方法主要有以下4种：基于S集的表示方法、边界表示方法、SGC表示方法和CNRG表示方法。基于S集的表示方法从点集的概念出发，利用各种运算表示分离两个区域的内部边界[Arbab. 1990]。该方法不便于描述建筑物的形体，特别是无法描述建筑物特征和轮廓。Rossignac等的SGC(Selective Geometric Complexes)技术是一种基于分解思想的表示方法