空间散乱点delaunay三角剖分优化算法的研究

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1、摘要三维重建一直以来都是计算机视觉、计算机图形学、虚拟现实等学科所研究的热门问题。其中，空间散乱点三角剖分是三维重建技术路线的一个重要环节，是逆向工程中一种被广泛采用的关键技术。由三维扫描仪扫描得到一组三维点集后，需要通过三角剖分恢复出被测物体的三维形态，然后进行纹理粘贴才能逼真地再现出具有真实感的三维模型。在三角剖分方法中，由于Delaunay三角剖分具有良好的数学特征，剖分出来的三角网格均匀，是优化的三角剖分，现在受到广泛的应用。本文的主要研究内容是空间散乱点的直接Delaunay三角剖分算法，在详细分析了常规逐点插入法的思想后，针

2、对算法中的关键环节提出优化和改进的方法。首先对空间散乱点集进行了预处理与优化,采用K邻域的方法对空间散乱点建立索引，使散乱点集有序化，提高了点在三角网中的定位效率；其次在四面体优化过程中利用Watson技术，标识边界已优化和未优化情况，对已优化的边界采用Flip局部变换技术，减少了优化过程的冗余操作，提高了四面体优化速度，具有很高的收敛性。通过算法分析与实验表明，该方法在提高Delaunay三角网构建效率的前提下，极大地保证了剖分的完整性。关键词：空间散乱点；三角剖分；K邻域搜索；逐点插入法本项目由国家自然科学基金项目（61063021

3、）资助。ThisworkwassupportedbygrantsfromtheNationalNaturalScienceFoundationofChina(61063021)ResearchforSpatialScatteredPointBasedonDelaunayTriangulationAlgorithmAbstract3DreconstructionhasalwaysbeenthepopularproblemofComputerVision,ComputerGraphics,VirtualRealityandotherdisc

4、iplines.Triangulationofspatialscatteredpointisanimportantlinkoftechnicalrouteof3Dreconstruction,andakeytechnologywhichiswidelyusedinReverseEngineering.Thegroupofspatialscatteredpointsetsfrom3Dscannerneedtoberecoveredtothethree-dimensionalmorphologyofthemeasuredobjectbytr

5、iangulation,andthen,wecanreproducearealistic3Dmodelaftertextures.Comparedwithothertriangulationmethods,Delaunaytriangulationhasgoodmathematicalcharacteristicsandits3Dmeshsubdivisionisuniformwhichmakeitanoptimaltriangulationandwidelyused.Themainresearchcontentsofspacescat

6、teredpointisdirectlyDelaunaytriangulationsalgorithm,ondetailedanalysisofconventionalincrementalinsertionalgorithmafter，Accordingtothekeylinkssproposedforoptimizedandimprovedmethod.Thefirst,spatialscatteredpointsethasbeenpre-processingandoptimization,usingthemethodofKneig

7、hborhoodcreateindexforspatialscatteredpointinordertomakethescatteredpointsetordering,accordinglyimprovepositioningefficiencyofthepointinthetrianglenetwork.Second,usingWatsontechnologyintetrahedralremodelingprocess,soastodentifyiftheboundaryhasbeenoptimized.Abouttheoptimi

8、zedboundary,thepaperusingFliplocaltransformationtechnology.Thetechnologytoreducetheoptimizationprocesso