计算机图形学基础chap6_add.pdf

计算机图形学 胡事民胡事民 计算机科学与技术系计算机科学与技术系 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 第六讲之补充第六讲之补充 层次细节简化技术 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 主要内容主要内容 • 层次细节简化的背景和定义 • 网格简化的基本操作网格简化的基本操作 • 长方体滤波 • 顶点删除技术 • 渐进的网格简化技术 • 基于二次误差度量的几何简化技术 •• 专题专题：基于面片收缩操作的有效网格化简方法基于面片收缩操作的有效网格化简方法 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 背景背景:: 图形学转折期的新方向图形学转折期的新方向 • 真实感的实时绘制问题变的日益突出，因为做实 时绘制时绘制，而开始了模型简化而开始了模型简化。今天从今天从 “场景简化场景简化 技术加速真实感画面生成”角度来讲简化。 • 92年开始，面片简化、压缩、信号处理、纹理合 成成为SIGGRAPH会议的一个热门话题；如今网 格模型的处理，如拓扑修复、细节建模、模型的 动画变形仍然是研究焦点动画变形仍然是研究焦点；；从而演化为数字几何从而演化为数字几何 处理这一研究方向 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 层次细节简化的应用层次细节简化的应用 • 层次细节简化(LOD ：Level of Details)技术主要 应用在应用在： 简化采样密集的多面体网格 激光扫描测距系统扫描真实三维物体 三维场景的存储维场景的存储/传输传输/及绘制及绘制 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 层次细节简化的定义层次细节简化的定义 • 层次细节简化技术就是在不影响画面视觉效果 的条件下的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减通过逐次简化景物的表面细节来减 少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效 率。 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 • 该技术对一个原始多面体模型建立几个不同逼 近程度的几何模型近程度的几何模型。。 – 从近处观察物体时，采用精细的模型， – 从从远处处观察物体时察物体时，采用较采用较粗糙粗糙的模型的模型。 – 当视点连续变化时，在两个不同层次的模型之间 存在一个明显的跳跃，有必要在相邻层次的模型 之间形成光滑的视觉过渡之间形成光滑的视觉过渡，，即即：：几何形状过渡几何形状过渡 (geomorphs) 。 清华大学计算机科学与技术系 计算机图形学 层次细节简化的研究方向层次细节简化的研究方向 • 总之，层次细节简化技术的研究主要集中在： ①①建立不同层次细节的模型建立不同层次细节的模型。对任意给定的复杂多边对任意给定的复杂多边 M M ,M ,L,M 形网格 ，由精细至粗糙建立一模型序列： 0 1 n 其中其中 M 0 M 。 ②建立相邻层次的多边形网格M ,M (0 ≤i n ) 之间的几 i i+1 ψ