三角形网格拓扑信息紧密性研究

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1、中山大学硕士学位论文三角形网格拓扑信息紧密性研究ResearchofTriangleMeshesTopologicalInformationCompactness学位申请人：导师姓名及职称：专业名称：院、系(所)：答辩委员会主席：委员：黄吴王若梅教授软件工程软件学院彳善企二零零七年五月二角形网格拓扑信息紧密性研究摘要论文题目；专业：硕士生：指导教师：三角形网格拓扑信息紧密性研究软件工程黄昊王若梅教授摘要随着现代科技的发展和3C的融合，计算机图形学在各种应用中扮演着越来越重要的角色，三维模型的数量规模和复杂程度在急剧地增长；与此同时网络

2、应用迅猛发展，但是相对较窄的网络带宽与较低的移动设备内存使三维模型的传输与处理成为一个巨大的挑战。拓扑信息的紧密性处理对减少整个模型冗余信息具有重大影响，因此针对有限的带宽与内存进行三维模型的拓扑信息紧密性研究具有十分重要的意义。本文围绕三角形网格拓扑信息紧密性的两个主要研究方向：面向显示的三角形网格拓扑信息压缩，以及三角形网格数据结构，分别进行深入研究。提出一种针对条带化三角形网格模型拓扑信息的压缩算法，以及一种新型的基于边界表示法的三角形网格存储结构——三角形扩展树。本文提出了一种针对条带化三角形网格拓扑信息的压缩算法，克服了传统

3、条带化传输中的两大缺点：重复顶点(O面积三角形)或是swaps造成的大量冗余信息；以及条带化结果只包含单向三角形条带而造成的过多三角形条带。这种算法最坏情况的编码率不超过2bits／T，而最优情况无需建立拓扑信息编码，即0bits／T，FTsG条带化结果作为输入时的平均编码率约为1．20bits／T．本文还设计了一种基于边界表示法的三角形网格数据结构——三角形扩展树。三角形扩展树可以在减少存储空间的同时，维系网格拓扑信息，适合在内存受限的环境中表示三角形网格模型。在网格模型满足欧拉定理的条件下该结构的存储窄间占30T字节，查找相邻信息

4、平均时间为常数级O(1)，在最坏情况下为O(IogTl。而且该结构可以容易地进行边塌陷与顶点分裂，从而便于进行网格简化与网格渐进式传输。同时，本文针对以重构三角形扩展树结构为目的的传输提出了相应的压缩算法，拓扑信息压缩比达到(960／logTl：l。关键词：拓扑信息压缩算法，三角形网格条带化，三角形网格数据结构，三角形扩展树nTnle：Major：Name：Supervisor：ResearchofTriangleMesasTopologicalInformationCompactne镕SoftwareEIlgiIlceringHua

5、ngHanPro．WangRuomeiABSTRACTGraphicaldisplayofa3Dsurfaceisthemosteffectivemeanforcommunication；itprovidestheuserallobservedscene，suchasaterrainoramedicalorganismmodel．Ina3Dscene，objectsurfacesaretessellatedasmeshes，consistingofpolygonalpatches，thesimplestofwhichisatriang

6、leTrianglemeshesarewidelyusedduetographicshardware，whichoftenoptimizesitsperformanceinrenderingtrianglesAsthevolmneoftrianglemeshmodelsisincreasmg,manygeometricdatasetsrequirealargeamountofdiskspace，therebyfacingtheproblemsofmemoIyandbandwidthInaddition,thetopologyplays

7、avitalroleinthisinformation．Onemamsolutionistosesearchthetopologycompactnesstoredu∞theredundantinformation．Heretworesearchdirectionsarefocused．Oneistodevelopfastandsimplealgorithmstohandletrianglemeshdataespeciallythetopologicalinformation．Theotheristodevelopbettermeshr

8、印resentation(datastructIⅡe)inordeftocopewithhugeamountsofgeometricdataandresponsiveness．Thecompressionalgorith