[發明專利]一種應用于VR虛擬銀行的三維網格簡化方法

有效

• 申請號: 202011266930.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112258655B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 李明亮;許雷;張孟;鄭一博
• 申請（專利權）人: 河北地質大學;石家莊融尚科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T15/04;G06T19/00
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 劉麗麗;任麗梅

1.一種應用于VR虛擬銀行的三維網格簡化方法，其特征在于，包括依次進行的以下步驟：

一、讀入三維網格模型相關信息，根據設定的模型簡化精度ε，計算出簡化后理論三角面數；

其中，0＜ε＜100％，三維網格模型相關信息包括頂點信息與紋理貼圖信息；

二、通過讀入的三維網格模型相關信息計算每個三角網格中包含的每個原始三角形的誤差矩陣M_p；

三、獲得三維網格模型的紋理誤差Er_uv，根據誤差矩陣Mp獲得三維網格模型的幾何誤差Error_v；

四、結合紋理誤差Er_uv和幾何誤差Error_v計算每條邊的邊塌縮誤差；

五、利用邊塌縮誤差構造最小堆；

六、選取塌縮代價最小的邊進行塌縮簡化；

七、進行邊塌縮操作，選取新頂點，并記錄下塌縮后的對應關系；

八、將與塌縮邊相關聯的邊從堆中刪除，重新計算新頂點所處邊的塌縮誤差，并插入最小堆，得簡化后三角片面數；

九、若簡化后三角片面數大于所述簡化后理論三角面數，則轉步驟六繼續進行簡化，反之結束簡化流程。

2.根據權利要求1所述的一種應用于VR虛擬銀行的三維網格簡化方法，其特征在于，所述步驟三獲得三維網格模型的幾何誤差Error_v的過程按照以下步驟進行：

(一)原始三角形的正則度表示為

re＝2(cosα+cosβ+cosγ-1)???????????????????④

其中α、β、γ分別為三角形內角的度數；

(二)將誤差調節因子設為邊塌縮后，選取的新頂點鄰域中所有生成三角形的正則度的平均值，即

p(e)表示三角形頂點u和v的相關三角形所在平面構成的平面集合的并集，其中，u和v分別為三角形邊e的兩個端點；

(三)基于二次誤差測度與三角形正則度判定，確定一個新的誤差計算方法，即

Q表示塌縮后的頂點v_bar到p(e)中各個平面的距離的平方和，其中，v_bar表示邊e塌縮到的某一個新的位置點，v_bar＝∣x_bar,y_bar,z_bar,1∣；

(四)用表示網格簡化權重

其中，f為三維網格模型中某一單獨三角網格，s_f為三角網格f的面積、s_texf為三角網格f在投影面的紋理三角形面積；

(五)將紋理誤差調節因子定義為

(六)引入紋理誤差調節因子，將現有技術中的二次誤差矩陣Q重新定義為Q_v＝P(α)Q??⑧

其中，P(α)＝T^α，T取大于1的正整數；

(七)將式⑥中的Q換成Q_v，得到新的幾何誤差計算公式為

3.根據權利要求2所述的一種應用于VR虛擬銀行的三維網格簡化方法，其特征在于，所述步驟三獲得三維網格模型的紋理誤差Er_uv的過程按照以下步驟進行：S1、將三維網格模型中的一條邊e的兩個頂點在顏色空間距離進行加權，得

其中，D_RGB(e)表示頂點P₁、P₂的顏色在RGB空間中的距離，w_r、w_g、w_b為加權系數；S2、規定折疊邊P₁、P₂所造成的紋理誤差為

其中，D(e)表示頂點P₁、P₂在三維幾何空間中的距離；表示用于平衡幾何誤差與紋理誤差的因子。

4.根據權利要求3所述的一種應用于VR虛擬銀行的三維網格簡化方法，其特征在于，所述步驟四中，邊塌縮誤差的計算公式為

Cost(e)＝ω(Error_v+λ*Er_uv)

其中，Cost表示邊塌縮誤差；ω為處理邊界邊時的閾值，λ是根據某個網絡模型的幾何和紋理具體情況來表示紋理重要度相對于幾何重要度的比例因子，當某三角邊在網格內部時，ω值設定為1；當三角邊為邊界邊時，令ω為大于1的實數。