基于VCGLIB库的三角网格精简算法
时间: 2023-12-23 21:38:12 浏览: 199
三角网格精简算法是指通过删除网格中的冗余三角面片,从而减少网格的顶点数和面片数,降低模型复杂度的一种算法。基于VCGLIB库的三角网格精简算法,可以采用以下步骤实现:
1.导入模型:使用VCGLIB库中的函数读取模型数据,并将其存储在内存中。
2.计算三角面片质量:对于每个三角面片,计算其质量,质量越差的三角面片越容易被删除。
3.计算顶点的重要性:对于每个顶点,计算其与相邻三角面片的重要性,重要性越低的顶点越容易被删除。
4.删除冗余三角面片:根据三角面片质量和顶点重要性,删除冗余的三角面片,从而减少模型的顶点数和面片数。
5.输出模型:将精简后的模型输出到文件中,以便后续使用。
需要注意的是,基于VCGLIB库的三角网格精简算法需要一定的计算资源,因此在实际应用中需要根据模型的大小和复杂度进行优化。
相关问题
基于VCGLIB库的三角网格精简算法及示例代码
基于VCGLIB库的三角网格精简算法的示例代码如下:
```
#include <iostream>
#include <vector>
#include <vcg/complex/complex.h>
#include <vcg/complex/algorithms/clean.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/topology.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/flag.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/selection.h>
#include <vcg/complex/algorithms/local_optimization.h>
#include <vcg/space/intersection3.h>
using namespace vcg;
using namespace std;
class MyVertex;
class MyEdge;
class MyFace;
struct MyUsedTypes : public UsedTypes<
Use<MyVertex>::AsVertexType,
Use<MyEdge>::AsEdgeType,
Use<MyFace>::AsFaceType>{};
class MyVertex : public Vertex<MyUsedTypes, vertex::Coord3f, vertex::Normal3f, vertex::VFAdj> {
public:
float importance; // 顶点重要性
};
class MyEdge : public Edge<MyUsedTypes> {};
class MyFace : public Face<MyUsedTypes, face::VertexRef, face::Normal3f, face::VFAdj, face::FFAdj> {};
class MyMesh : public vcg::tri::TriMesh<vector<MyVertex>, vector<MyFace>> {};
// 计算顶点的重要性
void ComputeVertexImportance(MyMesh &mesh) {
for (auto &v : mesh.vert) {
v.importance = 0.0f;
for (auto &vf : v.vf) {
auto &f = *vf;
float a = (f.P(1) - f.P(0)).Norm();
float b = (f.P(2) - f.P(1)).Norm();
float c = (f.P(0) - f.P(2)).Norm();
float s = (a + b + c) * 0.5f;
float area = sqrt(s * (s - a) * (s - b) * (s - c));
v.importance += area;
}
}
}
// 计算三角面片质量
float ComputeFaceQuality(const MyFace &f) {
auto &v0 = *f.V(0);
auto &v1 = *f.V(1);
auto &v2 = *f.V(2);
auto q0 = (v1.P() - v0.P()).Norm();
auto q1 = (v2.P() - v1.P()).Norm();
auto q2 = (v0.P() - v2.P()).Norm();
auto s = (q0 + q1 + q2) / 2.0f;
auto area = sqrt(s * (s - q0) * (s - q1) * (s - q2));
auto h0 = 2.0f * area / q0;
auto h1 = 2.0f * area / q1;
auto h2 = 2.0f * area / q2;
auto quality = min(min(h0, h1), h2);
return quality;
}
// 删除冗余三角面片
void SimplifyMesh(MyMesh &mesh, float qualityThreshold, float importanceThreshold) {
// 更新拓扑信息
tri::UpdateTopology<MyMesh>::FaceFace(mesh);
tri::UpdateTopology<MyMesh>::VertexFace(mesh);
// 标记所有三角面片为未选中状态
tri::UpdateFlags<MyMesh>::FaceClear(mesh);
tri::UpdateFlags<MyMesh>::VertexClear(mesh);
// 计算三角面片质量和顶点重要性
for (auto &f : mesh.face)
f.Q() = ComputeFaceQuality(f);
ComputeVertexImportance(mesh);
// 根据质量和重要性进行三角面片选择
tri::UpdateSelection<MyMesh>::FaceFromQuality(mesh, qualityThreshold);
tri::UpdateSelection<MyMesh>::VertexFromFaceLoose<MyVertex>(mesh);
for (auto &v : mesh.vert)
if (v.IsV() && v.importance < importanceThreshold)
v.SetS();
// 删除未选中的三角面片和顶点
tri::Clean<MyMesh>::RemoveFaces(mesh);
tri::Clean<MyMesh>::RemoveIsolatedVertices(mesh);
}
int main(int argc, char *argv[]) {
if (argc != 4) {
cout << "Usage: " << argv[0] << " input.obj output.obj qualityThreshold importanceThreshold" << endl;
return 1;
}
float qualityThreshold = atof(argv[3]);
float importanceThreshold = atof(argv[4]);
MyMesh mesh;
// 读取模型数据
if (vcg::tri::io::Importer<MyMesh>::Open(mesh, argv[1]) != 0) {
// 精简模型
SimplifyMesh(mesh, qualityThreshold, importanceThreshold);
// 输出模型数据
if (vcg::tri::io::Exporter<MyMesh>::Save(mesh, argv[2]) != 0) {
cout << "Save mesh failed." << endl;
return 1;
}
} else {
cout << "Read mesh failed." << endl;
return 1;
}
return 0;
}
```
该示例代码实现了基于VCGLIB库的三角网格精简算法,其主要步骤为:
1.定义MyVertex、MyEdge和MyFace类,分别用于表示顶点、边和面。这些类继承自VCGLIB库中的顶点、边和面类,并添加了一些自定义属性。
2.定义MyMesh类,用于表示三角网格。该类继承自VCGLIB库中的三角网格类,并指定其顶点、面和边类型为MyVertex、MyFace和MyEdge。
3.实现ComputeVertexImportance函数,用于计算每个顶点的重要性。
4.实现ComputeFaceQuality函数,用于计算每个三角面片的质量。
5.实现SimplifyMesh函数,用于精简三角网格。该函数的主要步骤为:
(1)更新三角网格的拓扑信息。
(2)计算每个三角面片的质量和每个顶点的重要性。
(3)根据质量和重要性进行三角面片和顶点的选择。
(4)删除未选中的三角面片和顶点。
6.在main函数中,读取输入模型数据,调用SimplifyMesh函数进行精简,并将精简后的模型数据输出到文件中。
需要注意的是,该示例代码中的qualityThreshold和importanceThreshold参数分别表示三角面片的质量阈值和顶点的重要性阈值。如果三角面片的质量或顶点的重要性低于对应的阈值,则会被删除。
基于VCGlib的对非流形三角网格修复的各种算法及对应示例
基于VCGlib的对非流形三角网格修复的算法可以分为以下几种:
1. Loop Subdivision
Loop Subdivision是一种基于三角网格的曲面光滑算法,它通过对每个三角形进行细分,生成更多的顶点和面,从而得到一个更加光滑的曲面模型。
示例代码:
```c++
#include <vcg/complex/algorithms/create/platonic.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/topology.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/bounding.h>
#include <vcg/complex/algorithms/clean.h>
#include <vcg/complex/algorithms/smooth.h>
using namespace vcg;
int main()
{
// 创建一个四面体网格模型
CMeshO mesh;
tet::Tetrahedron(mesh);
// 对模型进行拓扑更新和边界计算
UpdateTopology<CMeshO>::FaceFace(mesh);
UpdateBounding<CMeshO>::Box(mesh);
// 清除无效面和顶点
tri::Clean<CMeshO>::RemoveDuplicateVertex(mesh);
tri::Clean<CMeshO>::RemoveUnreferencedVertex(mesh);
// 进行曲面光滑
tri::Smooth<CMeshO>::Loop(mesh);
// 输出结果
tri::io::ExporterOBJ<CMeshO>::Save(mesh, "output.obj", tri::io::Mask::IOM_VERTCOORD);
return 0;
}
```
2. Taubin Smoothing
Taubin Smoothing是一种基于三角网格的曲面光滑算法,它通过对每个顶点进行迭代式的平滑操作,得到一个更加光滑的曲面模型。与Loop Subdivision相比,Taubin Smoothing具有更好的平滑效果和更短的计算时间。
示例代码:
```c++
#include <vcg/complex/algorithms/create/platonic.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/topology.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/bounding.h>
#include <vcg/complex/algorithms/clean.h>
#include <vcg/complex/algorithms/smooth.h>
using namespace vcg;
int main()
{
// 创建一个四面体网格模型
CMeshO mesh;
tet::Tetrahedron(mesh);
// 对模型进行拓扑更新和边界计算
UpdateTopology<CMeshO>::FaceFace(mesh);
UpdateBounding<CMeshO>::Box(mesh);
// 清除无效面和顶点
tri::Clean<CMeshO>::RemoveDuplicateVertex(mesh);
tri::Clean<CMeshO>::RemoveUnreferencedVertex(mesh);
// 进行曲面光滑
tri::Smooth<CMeshO>::Taubin(mesh, 0.5, -0.53, 10);
// 输出结果
tri::io::ExporterOBJ<CMeshO>::Save(mesh, "output.obj", tri::io::Mask::IOM_VERTCOORD);
return 0;
}
```
3. Laplacian Smoothing
Laplacian Smoothing是一种基于三角网格的曲面光滑算法,它通过对每个顶点进行迭代式的平移操作,得到一个更加光滑的曲面模型。与Taubin Smoothing相比,Laplacian Smoothing具有更简单的实现和更快的计算速度。
示例代码:
```c++
#include <vcg/complex/algorithms/create/platonic.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/topology.h>
#include <vcg/complex/algorithms/update/bounding.h>
#include <vcg/complex/algorithms/clean.h>
#include <vcg/complex/algorithms/smooth.h>
using namespace vcg;
int main()
{
// 创建一个四面体网格模型
CMeshO mesh;
tet::Tetrahedron(mesh);
// 对模型进行拓扑更新和边界计算
UpdateTopology<CMeshO>::FaceFace(mesh);
UpdateBounding<CMeshO>::Box(mesh);
// 清除无效面和顶点
tri::Clean<CMeshO>::RemoveDuplicateVertex(mesh);
tri::Clean<CMeshO>::RemoveUnreferencedVertex(mesh);
// 进行曲面光滑
tri::Smooth<CMeshO>::Laplacian(mesh, 0.5, 10);
// 输出结果
tri::io::ExporterOBJ<CMeshO>::Save(mesh, "output.obj", tri::io::Mask::IOM_VERTCOORD);
return 0;
}
```
以上是基于VCGlib的对非流形三角网格修复的算法及对应示例,希望能对你有所帮助。
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