面向VR建模的网格简化算法优化研究

张文静，刘茵，张孟，李明亮

（1.北京农业职业学院信息技术系，北京，102442；2.河北地质大学信息工程学院，河北石家庄，050031; 3.河北省智能传感物联网技术工程研究中心，河北石家庄，050031）

0 引言

随着VR技术的飞速发展，三维模型逐渐精细化，文件的数据量过于庞大，这使虚拟现实系统的实时响应机制缓慢，不利于进行人机交互[1]。为了优化虚拟现实系统引入网格简化思想。网格简化的关键是找到并删除对模型外观影响较小的三角面片，保留明显反映模型外观特征的三角面片。Garland提出了二次误差测度的概念（QEM算法）来控制简化误差[2]，但此种方法无法保留模型原始信息，简化质量不高；而Hoppe则提出了渐进网格(Progressive Mesh，PM)算法进行迭代简化[3]，但该算法计算量大、对机器性能要求太高，普适性不高。本文将PM算法简化思想与二次误差测度方法相结合，提出一种新的可保留模型外观特征的简化方法。

1 PM算法简介

PM算法主要内容为渐进网格思想。通过递归迭代实现边塌缩与点分裂的过程，通过不断地进行边塌缩操作使网格简化，并在简化过程中记录原始顶点和新顶点的位置信息，以及顶点间连接关系的变动情况。

Hoppe在其思想中提出边塌缩概念：三角网格中有一条三角形边uv，u和v分别是三角边的两个端点，A和B是以uv为公共边的两个三角形。当边uv为塌缩边时，用顶点v来替换顶点u，并使其它邻居顶点与新顶点连接，然后把顶点u及相关信息删除。这就完成了一次目标三角边塌缩。进行一次三角边塌缩，可以删除一个顶点、三条边和两个三角形面片。……