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三维网格模型作为一种新的媒体形式,已经开始逐渐进入人们的生产和生活中,在虚拟现实、动画游戏、生产制造等各个方面的应用都越来越广泛。随着三维激光测距和建模技术的不断发展,三维模型的精度越来越高,数据量也随之飞速增长,给计算机的绘制、传输、编辑等系统都带来了巨大的压力。解决这些问题的一个途径就是对复杂的三维模型进行简化和多分辨率建模,用比较简单的几何模型来代替复杂的原始模型,以减少数据量,加快处理速度,节约存储空间。可见三维网格模型简化算法的研究课题具有一定的应用价值。 论文首先介绍了模型简化技术的由来,研究内容,意义及其应用领域。并论述了由空间点云数据重构出三角网格模型的方法。随后对当前国内外有关的三角网格模型的简化算法进行了分析和研究,讨论了静态简化算法和动态网格简化算法,并对一些常见的误差测量度量方法进行了介绍。随后,详细讨论了以二次误差作为度量方法的边折叠算法,论述了二次误差度量方法的原理,边权的定义,模型简化过程,以及生成新顶点的最佳位置。该方法高效地实现了静态模型简化,对原始模型的几何形态保存的较为完整。 由于静态模型简化不能实现在同一个模型中的多细节层次,因而在此重点介绍了一种动态模型简化方法,即渐进网格算法,简称PM算法。介绍了渐进网格算法的原理及实现过程,并给出了边收缩的合法条件,及论述了顶点分裂时产生的二义性和解决方法。该方法为三角网格中的每一条边计算了一个能够反映边长、邻域内的曲率和三角形形状等局部几何信息的权值,并通过比较边权的大小来确定边收缩操作的顺序。针对基于视点的多分辨率控制的模型构造,为简化的三角网格模型建立了一种紧凑、灵活的多分辨率数据结构,并且借助这种数据结构实现了网格的基于视点的绘制。在该方法重建出的多分辨率模型表面上,LOD呈连续分布,并且能够跟随注视点位置的变化发生动态变化。最后,给出了实验结果及相关讨论。