0073] }；
[0074] 設(shè)多邊形的初始網(wǎng)絡(luò)控制頂點有P1 (i = 0, 1，...，η)，那么：
[0076] 利用舊頂點生成新頂點，f可以是不同映射；移動相應(yīng)頂點，g可是不同映射。
[0077] 其具體步驟如下：
[0078] (I)F-頂點：對于每個新面頂點移動到新位置之后，Vl(i = I...η)為定義面f的 原頂點，ei(i = l...n)為面f的邊，那么位移量為：
[0080] 其中F1是所有與V i相鄰頂點的平均值，E i是以e 公共邊的所有面的新面頂點 的平均值，η是定義面f的所有頂點數(shù)。
[0081] (2)E-頂點：對于每個內(nèi)部新邊頂點移動到新位置之后，其位移量為：
[0083] V] (j = 0, 1)是定義一條邊的兩個頂點，其中P是含一條公共邊的兩個面的新面頂 點的均值，是包含頂點V ]的所有面的新面頂點的均值，P'是定義邊的兩個原頂點的均值， Q/ (j = 〇, 1)是臨接一條邊的原頂點的均值。
[0084] (3)V_頂點：若內(nèi)部頂點V的1-環(huán)的邊界頂點依次為V。，V1，…，v 2n i，其中η = V IΕ，對于每個內(nèi)部舊頂點移動到新位置之后位移量為：
[0086] 其中匕是所有與原頂點v相鄰頂點的平均值，E i是以包含頂點泗所有的邊的首 尾頂點的均值，η是和頂點相鄰的邊數(shù)。
[0087] (4)對于邊界新邊頂點其移動到新位置之后，其位移量為：
[0089] vJP V 2是含有頂點V的兩條邊上的新邊頂點。
[0090] (5)對于邊界原頂點其移動到新位置之后，其位移量為：
[0092] vJP V 2是與頂點V同一邊相鄰的2個點。
[0093] 相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供一種面向四邊形割分下遞歸曲面生成裝置，如圖2 所示，該裝置包括：
[0094] 掃描模塊1，用于對物體進行掃描獲得相應(yīng)離散的三維點云數(shù)據(jù)；
[0095] 預(yù)處理模塊2,用于利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處 理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
[0096] 面片生成模塊3,用于融合插值細分方法根據(jù)遞歸公式迭代生成新的頂點和新的 四邊形面片；
[0097] 顯示模塊4,用于根據(jù)所需精細程度迭代相應(yīng)次數(shù)，完成后繪制每個新的四邊形面 片，顯示出物體三維模型。
[0098] 其中，預(yù)處理模塊2包括：
[0099] 構(gòu)造單元，用于構(gòu)造一個超級三角形，包含所有散點，放入三角形鏈表；
[0100] 插入單元，用于將點集中的散點依次插入，在三角形鏈表中找出外接圓包含插入 點的三角形，刪除影響三角形的公共邊，將插入點同影響三角形的全部頂點連接起來，完成 一個點在Delaunay三角形鏈表中的插入；
[0101] 優(yōu)化單元，用于根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則對局部新形成的三角形優(yōu)化，將形成的三角形放入 Delaunay三角形鏈表；循環(huán)執(zhí)行上述的三點插入步奏，直到所有散點插入完畢。
[0102] 預(yù)處理模塊2還用于在執(zhí)行利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相 應(yīng)的預(yù)處理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步驟過程中，通過相應(yīng)處理構(gòu)造三維模型文件。
[0103] 面片生成模塊3包括：
[0104] 存儲單元，用于將相應(yīng)三維模型文件讀入內(nèi)存并用半邊表結(jié)構(gòu)存儲；
[0105] 模型獲取單元，用于綜合基于四邊形的Catmull-Clark逼近和插值細分模式獲得 含一個參數(shù)α的遞歸模型。
[0106] 本發(fā)明的裝置實施例中各功能模塊的功能可參見本發(fā)明方法實施例中的流程處 理，這里不再贅述。
[0107] 在本發(fā)明實施例中，使用了融合經(jīng)典Catmull-Clark和插值細分模式的遞歸曲面 顯示方法，新的插值細分方法對粗糙三維模型細分的光滑三維模型比真實模型將會偏小， 融合的帶參數(shù)的新遞歸曲面顯示方法能夠做到與真實模型最相近的保形精確顯示，能更好 地實現(xiàn)對三維模型的漸進快速精確顯示。
[0108] 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可 以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存 儲介質(zhì)可以包括：只讀存儲器（ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器（RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。
[0109] 另外，以上對本發(fā)明實施例所提供的面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法及其裝 置進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上 實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技 術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本 說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法，其特征在于，所述方法包括： 對物體進行掃描獲得相應(yīng)離散的三維點云數(shù)據(jù)； 利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 融合插值細分方法根據(jù)遞歸公式迭代生成新的頂點和新的四邊形面片； 根據(jù)所需精細程度迭代相應(yīng)次數(shù)，完成后繪制每個新的四邊形面片，顯示出物體三維 模型。2. 如權(quán)利要求1所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法，其特征在于，所述利 用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步驟包 括： 構(gòu)造一個超級三角形，包含所有散點，放入三角形鏈表； 將點集中的散點依次插入，在三角形鏈表中找出外接圓包含插入點的三角形，刪除影 響三角形的公共邊，將插入點同影響三角形的全部頂點連接起來，完成一個點在Delaunay 三角形鏈表中的插入； 根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則對局部新形成的三角形優(yōu)化，將形成的三角形放入Delaunay三角形鏈 表； 循環(huán)執(zhí)行上述的三點插入步奏，直到所有散點插入完畢。3. 如權(quán)利要求2所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法，其特征在于，在執(zhí)行所 述利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的過 程中，通過相應(yīng)處理構(gòu)造三維模型文件。4. 如權(quán)利要求1所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法，其特征在于，所述融合 插值細分方法根據(jù)遞歸公式迭代生成新的頂點和新的四邊形面片的步驟，包括： 將相應(yīng)三維模型文件讀入內(nèi)存并用半邊表結(jié)構(gòu)存儲； 綜合基于四邊形的Catmull-Clark逼近和插值細分模式獲得含一個參數(shù)α的遞歸模 型。5. -種面向四邊形割分下遞歸曲面生成裝置，其特征在于，所述裝置包括： 掃描模塊，用于對物體進行掃描獲得相應(yīng)離散的三維點云數(shù)據(jù)； 預(yù)處理模塊，用于利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理得 到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)； 面片生成模塊，用于融合插值細分方法根據(jù)遞歸公式迭代生成新的頂點和新的四邊形 面片； 顯示模塊，用于根據(jù)所需精細程度迭代相應(yīng)次數(shù)，完成后繪制每個新的四邊形面片，顯 示出物體三維模型。6. 如權(quán)利要求5所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成裝置，其特征在于，所述預(yù)處 理模塊包括： 構(gòu)造單元，用于構(gòu)造一個超級三角形，包含所有散點，放入三角形鏈表； 插入單元，用于將點集中的散點依次插入，在三角形鏈表中找出外接圓包含插入點的 三角形，刪除影響三角形的公共邊，將插入點同影響三角形的全部頂點連接起來，完成一個 點在Delaunay三角形鏈表中的插入； 優(yōu)化單元，用于根據(jù)優(yōu)化準(zhǔn)則對局部新形成的三角形優(yōu)化，將形成的三角形放入 Delaunay三角形鏈表；循環(huán)執(zhí)行上述的三點插入步奏，直到所有散點插入完畢。7. 如權(quán)利要求6所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成裝置，其特征在于，所述預(yù)處 理模塊還用于在執(zhí)行所述利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理 得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的步驟過程中，通過相應(yīng)處理構(gòu)造三維模型文件。8. 如權(quán)利要求5所述的面向四邊形割分下遞歸曲面生成裝置，其特征在于，所述面片 生成模塊包括： 存儲單元，用于將相應(yīng)三維模型文件讀入內(nèi)存并用半邊表結(jié)構(gòu)存儲； 模型獲取單元，用于綜合基于四邊形的Catmull-Clark逼近和插值細分模式獲得含一 個參數(shù)α的遞歸模型。
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種面向四邊形割分下遞歸曲面生成方法及其裝置，其中，該方法包括：對物體進行掃描獲得相應(yīng)離散的三維點云數(shù)據(jù)；利用Delaunay三角剖分算法對三維點云數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的預(yù)處理得到良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；融合插值細分方法根據(jù)遞歸公式迭代生成新的頂點和新的四邊形面片；根據(jù)所需精細程度迭代相應(yīng)次數(shù)，完成后繪制每個新的四邊形面片，顯示出物體三維模型。在本發(fā)明實施例中，使用了融合經(jīng)典Catmull-Clark和插值細分模式的遞歸曲面顯示方法，新的插值細分方法對粗糙三維模型細分的光滑三維模型比真實模型將會偏小，融合的帶參數(shù)的新遞歸曲面顯示方法能夠做到與真實模型最相近的保形精確顯示，能更好地實現(xiàn)對三維模型的漸進快速精確顯示。
【IPC分類】G06T17/30
【公開號】CN105303617
【申請?zhí)枴緾N201510852471
【發(fā)明人】羅笑南, 謝功海, 林淑金, 陳小燕
【申請人】中山大學(xué)
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月27日