三维建筑模型的低模网格生成

三维虚拟场景中,低模网格(三角面数较少的网格)在多细节层次等方面的运用对实时运算效率提升有着重要的作用.然而,给定高精度的建筑模型(高模网格),现有方法所生成的低模网格很难在达到极低简化率的同时依旧与原高模网格保持良好的视觉相似性,仍需人工调整以修正缺陷.为此提出了一个新的方法,用户仅需提供少量鲁棒的参数,就能生成具有良好视觉相似性和满足水密性、流形等良好几何特性的低模建筑网格.首先,为了从高模网格中捕获重要的几何特征,需通过逆渲染的方法对另一个新网格变形,使其与高模网格有相似的外观且仅保留大尺度的外观特征.为保持网格拓扑在变形过程中的一致性,可将高模网格体素化后的外包(The outer hull)作为被变形网格的初始化.之后,为处理变形过程中带来的相交三角形,还设计了参数自适应模型拓扑的alpha wrapping算法.通过保证变形后网格体素化后的外包和结果网格的亏格数一致,该算法能够生成变形后网格的近似网格,且保证近似网格无相交三角形、满足水密性和二流形.最后,部署了一个改进的边收缩算法将alpha wrapping算法生成的网格简化到用户的目标面数,该算法对平面上点对合并过程进行了数值优化.在一个建筑模型的数据集上测试了本文方法并将其与最流行和最先进的方法进行了比较,证明了其稳健性和有效性.