[发明专利]一种基于压缩流形模式的网格模型特征编辑方法

说明书

本发明公开了一种基于压缩流形模式的网格模型特征编辑方法，包括步骤：1)获取三角网格模型的基本参数；2)利用压缩流形模式对三角网格模型进行重构计算，获得三角网格模型的特征骨架模型；3)根据用户交互操作，对三角网格模型的特征骨架模型进行变形编辑，通过计算得到变形编辑后的骨架模型；4)对变形编辑后的骨架模型通过计算进行骨架模型平滑处理；5)根据原网模型构造的特征骨架模型对变形编辑的特征骨架模型添加网格模型细节；6)基于原网格模型的微分坐标对添加细节的网格模型进行修复，得到变形编辑后的网格模型。本发明首次实现基于压缩流形模式构造网格模型的特征骨架，且采用保持原网格模型的微分坐标，使得编辑后的网格模型更加真实。

技术领域

本发明涉及数字几何处理的技术领域，尤其是指一种基于压缩流形模式的网格模型特征编辑方法。

背景技术

在当代，随着科技的高速发展，计算机领域也在日新月异的快速发展，随着硬件领域的突破，软件领域也快速发展。人们的生活得到了提高，在人们生活中也出现了越来越多的高科技产品，其中有大量的科技产品源自计算机图形学。从影视娱乐中的三维动画电影和极具真实感的游戏场景等各种高科技技术，虚拟实验，模拟场景分析数据等生产科研领域，应用计算机辅助几何设计来进行产品造型设计等，我们发现三维数字几何模型在越来越多的行业领域被广泛应用。人们对三维数字几何模型也越来越关注，在构建三维几何模型的过程中，人们发现通常会涉及到很多需要处理的数学几何问题，比如，对数据进行去噪处理(denoising)、对数据进行简化处理(simplification)、对数据参数化(parameterization)、网格模型的变形编辑(deformation or editing)、网格模型的分割(segmentation)、网格模型的形状分析及检索(shape analysis and retrieval)等问题。这些问题也就是数字几何处理研究处理的主要问题，它们组成了数字几何处理研究的主要内容。我们通过计算机来对一个三维物体进行表示，通常需要获得它的几何模型的表达，对一个几何物体可以通过数学上的样条函数或者隐式函数来表达。我们把构建三维模型作为计算机图形学的基础，是计算机图形学研究其他问题的前提。目前我们所了解的构建三维模型的方法有很多，可以采用NURBS(非均匀有理B-样条、Bezier曲线曲面)方法进行计算机辅助设计(CAD)；也可以利用三维建模软件Autodesk 3D Maxs直接手动进行模型的构建；还可以通过深度相机对模型扫描点云，通过点云的采集完成模型的重建等。目前虽然有大量的三维模型构建的方法，但是使用相对繁琐复杂，并不适用于一般家庭用户用来构建三维模型。

直接构建三维模型相对来说难度较大，人们于是想到对现有的三维模型进行修改编辑获得符合要求的模型。这样操作会节约大量时间，提高三维模型构建生成的效率，提升了三维模型的重复利用率。人们希望对模型只需要简单的旋转拉伸的操作即可达到对三维模型编辑的效果。因此，如何保持原始模型的拓扑结构的同时，如何有效且直观地对3D模型进行网格编辑处理是数字几何处理中研究内容之一。

由于三维网格模型的广泛应用，人们利用现有的三维网格模型来产生出符合自己要求的三维网格模型，因此对三维网格模型的变形编辑有了一定要求。人们希望通过网格变形编辑获得质量较好的三维网格模型，同时降低对网格模型操作的复杂度，人们可以简单高效的对网格模型进行编辑处理。因此，评判网格编辑算法的标准一般来说有两点，第一是三维网格模型变形编辑后获得三维网格模型质量的好坏，第二是用户对三维网格模型进行网格变形编辑的过程中，所有操作的复杂程度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于压缩流形模式的网格模型特征编辑方法，首次实现基于压缩流形模式构造网格模型的特征骨架模型，对网格模型进行特征编辑，且采用保持原网格模型的微分坐标，使得编辑后的网格模型更加真实。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于压缩流形模式的网格模型特征编辑方法，包括以下步骤：

1)获取三角网格模型的基本参数；