三维场景中建筑物模型简化研究进展

发布时间：2021-02-06 00:55

　　对三维建筑物模型进行合理的几何简化,可以在保持视觉效果一致性的前提下,降低其结构复杂度,减小数据规模,从而降低图形渲染压力,改善场景交互体验。三维建筑物模型简化是虚拟地理环境的热点问题之一。介绍了三维建筑物模型简化的重难点问题。根据简化方法特点,从面向几何特征的角度将方法分为基于投影特征的简化、符号化表达、结构特征的简化;从多因素约束的角度将方法分为纹理、语义、用户理解及感知约束下的简化。对不同简化方法的优缺点进行了分类归纳。以构建连续细节层次模型为目标,讨论了三维建筑物模型简化研究的发展方向。 

【文章来源】：武汉大学学报(信息科学版). 2020,45(09)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

边折叠和顶点分裂示意图

顶点聚类算法首先对网格进行空间聚类，再通过合并同一聚类中的顶点来简化网格。简化过程中，每个聚类中的顶点被聚类中权重最大的代表顶点代替，再由代表顶点拓扑重构形成简化的模型，具体过程如图2所示。该方法由Rossig‐nac等[28]提出，但此方法对细节分布不均匀的模型进行了均匀简化，可能破坏顶点间拓扑关系，造成模型的局部过度简化。针对此，Low和Tan[29]提出了单元浮动聚类算法，有效解决了此问题；Luebke等[30]提出的八叉树自适应划分的方式划分空间取得了更好的效果。当简化率较高时，由于没有考虑建筑物的几何约束和拓扑关系，上述两种方法在大面积图元的删除或合并时会造成建筑物坍塌和建筑物构件间拓扑关系破坏，严重影响模型外观，如图3所示。如使用边折叠算法，在简化率较高时会出现图3(b）结果。同时，由于模型在图元层面大多未携带语义信息，简化后模型往往和原模型语义不一致（如两种不同材质属性的要素合并后，新要素和原模型材质信息不一致）。这严重影响可视化效果和三维分析的准确性，极大限制了三维建筑物的应用。

当简化率较高时，由于没有考虑建筑物的几何约束和拓扑关系，上述两种方法在大面积图元的删除或合并时会造成建筑物坍塌和建筑物构件间拓扑关系破坏，严重影响模型外观，如图3所示。如使用边折叠算法，在简化率较高时会出现图3(b）结果。同时，由于模型在图元层面大多未携带语义信息，简化后模型往往和原模型语义不一致（如两种不同材质属性的要素合并后，新要素和原模型材质信息不一致）。这严重影响可视化效果和三维分析的准确性，极大限制了三维建筑物的应用。2 三维建筑物模型简化方法


本文编号：3019872