[发明专利]一种基于混合面片链码表示三维网格模型的方法

权利要求书

1.一种基于混合面片链码表示三维网格模型的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：输入三维网格模型；

S2：将输入的三维网格模型规格化处理，得到规格化三角面片表示的三维网格模型；

S21:用平行于坐标平面的平面将三维坐标系进行切割，形成单位立方体表示的三维坐标系；

S22:将输入的三维网格模型放置在该三维坐标系中，用单位立方体对三维网格模型表面进行切割；

S23:对于切割三维网格模型的每个单位立方体，寻找该单位立方体中与三维网格模型表面最为相近的顶点，并对切割在该单位立方体中的三维网格模型表面进行处理，把三维网格模型表面规格化为以体素顶点表示的三角面片；

S3：对三角面片进行编码，得到基于三角面片链码表示的三维网格模型；

S31:将三维网格模型按单位立方体长度进行分层，从上到下对每层分别处理；

S32:在每一层的三角面片集中，随机抽取一个三角面片作为三角面片链的第一个三角面片；

S33:从第一个三角面片开始，按照一个方向，在该层三角面片集中寻找能够相连且形成三角面片链的所有三角面片，得到一个三角面片链，若没有能够相连的三角面片，则第一个三角面片独自做为一条三角面片链；

S34:对于每条三角面片链，计算每个三角面片的连接边类型以及面片类型，并按照数据结构定义a对每个三角面片进行编码；

此处设三角面片的三个顶点为A、B、C，其中与上一三角面片连接的边为AB，与下一三角面片连接的边为AC或BC，连接边类型的计算为顶点B和顶点A的坐标值相减，面片类型的计算为顶点C和顶点A的坐标值相减；

S35:对一层的三角面片集重复S32、S33、S34步骤，直到该层的三角面片全部处理完毕；

所述数据结构定义a具体为：三角面片链码数据结构由连接边标识和面片编号两部分组成，连接边标识由1位二进制数表示，表明当前三角面片的出边，面片编号由3位或4位二进制数组成，表明当前三角面片的类型，其中每条三角面片链的最后一个三角面片的连接边标识为当前三角面片的入边；

当前面片与上一面片连接的边为当前面片的入边，当前面片与下一面片连接的边为当前面片的出边，其中，每条面片链的第一个面片没有入边，最后一个面片没有出边；

S4：将能够合并为单四边形面片的三角面片合并，得到基于单四边形面片和三角面片的混合面片链码表示的三维网格模型；

S41:对于每一条三角面片链，跳过其第一个三角面片，从第二个三角面片开始，以平行四边形的定义判断该三角面片与下一个三角面片能否合并为一个单四边形面片，即对边平行且相等；

S42:若能够合并，按照数据结构定义b对合并的单四边形面片进行编码，并代替合并为单四边形面片的两个三角面片编码，后移一个三角面片继续进行判断，直至三角面片链完全遍历；

S43:若不能够合并，后移一个三角面片继续进行判断，直至三角面片链完全遍历；

所述数据结构定义b具体为：三角面片与单四边形面片的混合面片链码数据结构由两部分组成，分别是连接边标识和面片编号，连接边标识由2位二进制数表示，其中位0表明当前面片为三角面片或单四边形面片，位1表明三角面片的出边或单四边形面片的出边，面片编号由3位到5位二进制数表示，表明当前面片的面片类型；

S5：将能够合并为双四边形面片的单四边形面片合并，得到基于双四边形面片、单四边形面片和三角面片的混合面片链码表示的三维网格模型；

S51:对于每一条基于单四边形面片和三角面片的混合面片链，跳过其第一个面片，从第二个面片开始，若该面片与下一面片都为单四边形面片，且两个单四边形面片的连接边类型和面片类型完全相同，则把两个单四边形面片合并为一个双四边形面片，并按照数据结构定义c对该双四边形面片进行编码，并替代合并为双四边形面片的两个单四边形面片编码，后移一个面片继续进行判断，直至该条混合面片链完全遍历；

S52:若不能合并，后移一个面片继续进行判断，直至该条混合面片链完全遍历；

所述数据结构定义c具体为：三角面片、单四边形面片与双四边形面片的混合面片链码数据结构由两部分组成，分别是连接边标识和面片编号，连接边标识由2位二进制数表示，其中位0表明当前面片或四边形面片，位1表明三角面片的出边或区分单四边形面片或双四边形面片，面片编号由3位到5位二进制数表示，表明当前面片的面片类型；其中，每条混合面片链的最后一个面片，当为三角面片时，其连接边标识位1表明当前面片的入边，当为四边形面片时，其连接边标识位1表明当前面片为单四边形面片或双四边形面片。