[发明专利]一种用于实时分割三维网格模型的笔划式交互方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形技术领域，提出了一种用于实时分割3D模型的笔划式交互框架。

背景技术

在计算机图形学领域，网格模型分割是一个非常有用的工具，可用于建模，纹理贴图，交叉参数化，形状渐变，形状检索和碰撞检测等。当前，因为表现能力和速度上的优势，三角形网格成为3D数据的通用表示形式。然而，三角形网格本身只表征了低层数据结构，无法反映出高层结构，比如语义特征。为了获得一个有意义的目标分割，从这些底层数据表示中来提取出语义特征非常关键。然而，“有意义”的分割这个概念非常依赖于具体的应用背景，并且随着用户主观意愿的不同而不同。因此，在图形学领域这仍然是个极具挑战性的问题。

目前大多数网格分割方法都希望自动地将一个表面形状分割成有意义的特征。这些方法的一个重要目标是尽可能避免过度分割，尽可能获得少数目的分割部件，最后的输出结果通常少于10个分割部件。然而，在这些自动分割方法中，为了适应不同的场景，一些控制参数仍然需要用户调节和设定。因此，由于问题本身的不适定性，要做到严格意义上的自动分割仍然很困难。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的目的是通过简单直观的交互方法来进行模型分割，而无需抽象繁琐的参数调节，为此，本发明提供一种用于实时分割三维网格模型的笔划式交互方法。

为达到上述目的，本发明用于实时分割三维网格模型的笔划式交互方法的技术方案如下所述：首先，在这个基于笔划的网格分割系统中，用户通过简单直观的交互接口对三维网格模型3D有效地执行分割操作；其次，用基于角度的特征感知尺度获得离散微分几何特征，并采用扩散算法对三维网格模型3D进行分割操作；提出了两种基于角度的特征感知尺度。这些尺度清晰地揭示了离散微分几何特征，比如曲率张量和高斯像的曲线长度；最后，我们分别基于凸包特征和视在角度特征，提出了两种快速的拓扑不变且几何不变的调整算法，生成自然的网格分割边界。值得注意的是，本发明不仅提高了用户的操作体验，而且可以仅在一个交互中实现多级分割。这种灵活性使得本发明所提出的方法可以满足大多数应用的需要。

所述的方法中的顶点、面片特征距离尺度分别为：

顶点特征距离尺度为：

fdV(s,t)=(1+cos(apro))(1+|sin(asta)|)]]>