[發(fā)明專利]一種針對數(shù)字化工廠數(shù)模簡化效果提升的實施方法

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• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114549782A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 丁華;沈永康;胡俊樺;郭成
• 申請（專利權）人: 浙江西圖盟數(shù)字科技有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G05B17/02
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識產(chǎn)權代理有限公司 33272
• 代理人: 楊文華

本發(fā)明屬于模型處理技術領域，具體涉及一種針對數(shù)字化工廠數(shù)模簡化效果提升的實施方法。該方法包括：獲取整體模型，對部分模型進行數(shù)據(jù)重新組織。其中，部分模型按照材質相同劃分網(wǎng)格數(shù)據(jù)，合并相同材質的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，去除網(wǎng)格數(shù)據(jù)存在的冗余頂點，這樣將網(wǎng)格模型劃分為多個模塊部分；采用網(wǎng)格簡化技術分別簡化部分模型的各個網(wǎng)格，對整體模型和部分模型都采用自適應方式簡化。本發(fā)明通過對部分模型按照材質相同劃分并合并相同材質的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)格簡化技術分別簡化各個部分，在簡化時根據(jù)各個部分的面片數(shù)量不同自動分配不同的消減比例，從而避免了采用同一的消減比例在對面片數(shù)量少的部分進行過度消減產(chǎn)生破損。

技術領域

本發(fā)明屬于模型處理技術領域，具體涉及一種針對數(shù)字化工廠數(shù)模簡化效果提升的實施方法。

背景技術

隨著計算機技術的不斷發(fā)展和應用，在計算機輔助設計下大量零部件模型包含豐富的幾何信息，讓模型足夠細致逼真的同時也加劇了模型渲染仿真的計算壓力。由于大量的幾何細節(jié)在仿真場景中是不必要的，就需要對這些模型進行所謂的輕量化。

由于數(shù)字模型大多是用三角網(wǎng)格表示，所以輕量化是針對三角網(wǎng)格的簡化。理論上，已有的三角網(wǎng)格簡化技術都可以拿來做輕量化嘗試。網(wǎng)格簡化技術總的說來就是讓簡單的網(wǎng)格逼近原有復雜的網(wǎng)格模型，讓三角面片數(shù)量減少的同時，模型仍有好的顯示效果。

目前，針對模型進行輕量化處理時，進行網(wǎng)格簡化的方式是基于網(wǎng)格頂點逐步消減的簡化算法，每次刪除一個頂點，再三角化刪除該點導致的孔洞。通常針對孔洞會有兩種三角化結果：

一種方法由于簡化后的模型頂點是原模型頂點的子集，所以簡化后的模型基本保留原有外形棱角，不至于變形過大。但算法執(zhí)行稍顯繁瑣，不僅要對頂點分類并計算每個點的形變誤差，還要三角剖分形成的孔洞。

另一類算法執(zhí)行的策略是基于邊收縮來簡化網(wǎng)格，即通過收縮(Contract)一條邊來達到消減點和面的效果，收縮后的點可以是新的頂點，也可以是這條邊已有的端點。這種執(zhí)行策略省去了對孔洞的三角剖分，而算法也從選擇刪除哪一頂點，改為選擇收縮哪一條邊。

目前的三角網(wǎng)格簡化算法中，無論是刪除點還是刪除邊，都在做三角面片的消減，簡化后仍然可以滿足多面體歐拉定理(頂點數(shù)-邊數(shù)+面數(shù)＝2)。點或邊的選擇基于誤差計算，即刪除該點或邊收縮后模型的形變大小，其計算方法依據(jù)具體算法各有不同，選擇誤差最小的點或邊進行處理，處理后調整網(wǎng)格的拓撲關系，重新計算誤差，再執(zhí)行下一輪操作，如此循環(huán)。

然而，目前的網(wǎng)格簡化算法用于對數(shù)模簡化時，在簡化到一定的面片數(shù)量時，容易出現(xiàn)破孔。

發(fā)明內容

針對上述技術問題，本發(fā)明提供了一種針對數(shù)字化工廠數(shù)模簡化效果提升的實施方法，提出網(wǎng)格簡化在實施過程中的改進策略，提升數(shù)模簡化的效果。

本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：

一種針對數(shù)字化工廠數(shù)模簡化效果提升的實施方法，包括：

獲取整體模型，對部分模型進行數(shù)據(jù)重新組織。其中，部分模型按照材質相同劃分網(wǎng)格數(shù)據(jù)，合并相同材質的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，去除網(wǎng)格數(shù)據(jù)存在的冗余頂點，得到重新組織后的多個網(wǎng)格；

采用網(wǎng)格簡化技術分別簡化部分模型的各個網(wǎng)格，對整體模型和部分模型都采用自適應方式簡化。

作為本發(fā)明的進一步方案，網(wǎng)格簡化技術為QEM網(wǎng)格簡化算法，采用QEM網(wǎng)格簡化算法分別簡化部分模型中的各個網(wǎng)格，采用QEM網(wǎng)格簡化算法進行簡化的方法為：調整QEM算法的參數(shù)，基于QEM算法的邊收縮算法，每一步收縮一條誤差最小的邊，選擇邊的端點之一作為邊收縮后的點，并提高網(wǎng)格邊界邊的誤差權重。

作為本發(fā)明的進一步方案，自適應方式簡化時，還包括對整體模型中各個部分模型的網(wǎng)格面片數(shù)量進行統(tǒng)計，每次挑選當前面片數(shù)量最大的部分按消減比例進行自適應簡化，重復上述消減操作，直至整體模型達到簡化要求的面片數(shù)量。