基于区域生长技术的三维模型分割研究与应用

• 作 者: 武新丹
• 出 处: 中北大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 三角网格 区域生长 法向量 网格分割

三维模型是继声音、图像、视频出现的一种多媒体数据类型,在网络和工业等行业得到了广泛应用。近几年,人们对创意和娱乐的需求带动了数字媒体技术和网络的发展,而这种发展给人们的现实生活带来了巨大的改变。三维网格模型的分割,是目前数字媒体技术研究的热点之一。早在20世纪90年代区域生长技术被提出用于三维模型分割,且被证明是一个有效的方式,但是在分割过程中仍然存在过分割问题。本文对区域生长技术做了改进,能够有效地将三角网格模型分割成一些有意义的子模块。首先针对区域生长技术中选取种子点问题,本文分析了三角面片的几何属性法向量,研究了曲面的Dupin标形、曲面的第一基本形式和曲面的第二基本形式,对传统区域生长种子点选取方法做出了改进,本文选取平坦度较高的三角面片作为种子点,计算三角面片与其相关网格面片法向量的方差,方差的数值表示面片平坦程度,通过选择较小的方差值,解决模型分割后“子部件”具有意义的问题,使模型分割达到预期效果。然后针对区域生长技术中如何制定恰当的生长准则问题,本文对区域生长技术做了详细的研究,提出了基于网格面片面积加权法向量余弦差和子类的整体扭转度相结合作为区域生长准则,对三角模型进行分割。最后针对三角网格模型分割结果问题,本文通过和分水岭算法、传统区域生长技术分割实验相比较,证明本文所改进的区域生长技术具有简单、高效、容易实现的特点。有效的解决三角网格模型在分割过程中存在的过分割、耗时问题。