【摘 要】
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目前,随着计算机硬件性能的日益增进,虚拟仿真系统在工业、军事、航空航天和城市规划等领域发挥着重要作用。三维模型是虚拟仿真系统的必备要素,随着仪器测量技术越来越精细,建模人员已经可以通过扫描真实物体后进行三维重建,大大提高了建模效率。但是另一方面,该方法得到的模型往往十分精细,不利于大型虚拟仿真系统的实时渲染,因此对模型进行简化显得尤为必要。本文基于QEM（quadric error metric）
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目前,随着计算机硬件性能的日益增进,虚拟仿真系统在工业、军事、航空航天和城市规划等领域发挥着重要作用。三维模型是虚拟仿真系统的必备要素,随着仪器测量技术越来越精细,建模人员已经可以通过扫描真实物体后进行三维重建,大大提高了建模效率。但是另一方面,该方法得到的模型往往十分精细,不利于大型虚拟仿真系统的实时渲染,因此对模型进行简化显得尤为必要。本文基于QEM（quadric error metric）算法研究了一种特征与纹理保持的网格模型简化算法,大简化率下较好地保留了模型的细节特征与重要纹理;同时研究了一种基于Voronoi多边形的网格优化算法,提高了模型的网格质量。本文的主要研究内容及成果包括:1.本文对传统的QEM算法进行改进,在边折叠代价中融合顶点尖锐度因子,较好地解决模型简化过程中细节易丢失的问题。实验结果显示,相对于QEM算法,本文改进算法能更有效地保留模型的细节特征。2.本文对模型简化算法中纹理视觉效果的保留进行了优化,在边折叠代价中融合顶点纹理显著度因子,在不改变算法复杂度的前提下,有效地保留更多重要的纹理信息。实验结果显示,相比于仅使用QEM边折叠代价,本文算法能更多地保留纹理的完整性。3.在简化的基础上,本文还研究了一种网格局部优化算法,解决简化后网格质量不高的问题。结合曲面参数化思想和基于Voronoi多边形的平面网格优化算法,本文将Voronoi多边形应用至空间网格,达到了对模型局部优化的目的。实验结果显示,本文算法可以显著提高模型的整体网格质量。4.本文利用C#和maxscript脚本,开发出一套适用于3ds max的网格模型简化插件,实现了模型的制作与简化无缝对接,提高了建模人员的效率,将算法落到了实处。
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