[发明专利]一种树叶渐进简化方法

权利要求书

1.一种树叶渐进简化方法，其特征在于：

面片分解步骤：把描述复杂树叶的面片分解成一组相互独立的三角形或四边形；

叶片合并步骤：迭代地对三角形或四边形叶片进行合并操作，合并成一个新的四边形，新的四边形在位置、所占空间以及颜色属性与其所取缔的三角形或四边形的相关属性保持一致，能不断地减少描述树叶的多边形的数目，而在视觉效果上保持树冠外形不变；

相似度处理步骤：在每一次迭代中，通过六个相似度指标线性组成的相似度函数，选取最相似、最适合合并的两个多边形；

实时绘制步骤：根据当前视点的信息和硬盘中的记录确定不同位置的树木的细节层次，把相应的几何信息送往CPU进行绘制。

2.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述叶片合并中生成的新的四边形的四个顶点的确定方法步骤包括：

在参与合并的两个多边形的所有顶点中找出距离最远的两个顶点，分别记为顶点A和顶点B；

在剩余的顶点中找出到顶点A，顶点B两点距离之和最大的一个顶点，记作顶点C；

在剩余顶点中找出到顶点A，顶点B，顶点C三点距离之和最大的一个顶点，记作顶点D；

对顶点C，顶点D坐标进行共面变换调整，使得顶点A、顶点B、顶点C、顶点D处于同一平面上，即使新生成的四边形共面；

最后确定各顶点对应的法向量，其中顶点A、顶点B处的法向量保持原来的不变，四边形在顶点C、顶点D两点的法向量需要顶点C、顶点D原对应法向量经过所述的共面变换得到。

3.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述叶片合并，对于两个三角形，总顶点数选择6个。

4.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述叶片合并，对于一个三角形和一个四边形，总顶点数选择7个。

5.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述叶片合并操作，对于两个四边形，总顶点数选择8个。

6.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述描述树叶多边形，是判断两个多边形是否适合合并，描述树叶多边形的属性分别为直径、宽度、法向量、面积和合并年龄。

7.如权利要求6所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述描述树叶多边形的直径和宽度，将多边形的所有顶点记作X，d(x，y)表示两顶点x和y之间的豪斯多夫距离，则该多边形的直径定义为：

D(X)＝max(d(x，y)；x，y∈X)

而宽度定义为：

W(X)＝max(d(x，y)；x，y∈X⌒d(x，y)≠D(X))

所述树叶多边形直径、宽度的描述了多边形的大概形状和各个顶点大致分布情况。

8.如权利要求6所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述面积，是记录对应多边形的面积大小。

9.如权利要求6所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述法向量为对应多边形所在平面的单位法向，它反映多边形的朝向，并且它和面积属性一起反映了树叶颜色在空间的分布情况。

10.如权利要求6所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述合并年龄，在叶片合并操作前，将描述树叶的多边形称之为原始多边形，则多边形的合并年龄记录被该多边形代替的原始多边形的数目，所述数目表示在生成该多边形的过程中，参与合并的原始多边形的总数目，原始多边形的合并年龄设置为1。

11.如权利要求10所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述合并年龄通常和面积保持一致。

12.如权利要求1所述树叶渐进简化方法，其特征在于：所述相似度，根据多边形的属性和相似度指标分别判断两个多边形在各属性上的相似程度，相似度指标包括法向相似度、空间位置的相似度、叶面积相似度、直径相似度、合并年龄相似度以及直径惩罚。