一种三维模型轻量化网格预处理方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及模型仿真，特别涉及一种三维模型轻量化网格预处理方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、实景三维模型因其丰富的场景细节、逼真的几何外观、细腻的纹理贴图，广泛应用在数字孪生、地理测绘、环保监测以及国土资源管理等重要行业。然而，实景三维模型可能含有过多的噪声数据和错误面片等，不仅会严重影响模型的外观细节，而且会影响到模型的轻量化处理。传统的实景三维模型在轻量化处理过程中，通常不会考虑对网格进行预处理，从而导致大量无效的冗余数据存留在模型中，严重影响整体轻量化率，还会增加轻量化的复杂程度，可能导致轻量化过程失败。有鉴于此，特提出一种三维模型轻量化网格预处理方法、装置及存储介质。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种三维模型轻量化网格预处理方法、装置及存储介质，其能够提升实景三维模型网格的整体质量，便于后续的轻量化处理。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种三维模型轻量化网格预处理方法，首先对面进行处理，然后再对点进行处理，其中，对面处理的过程包括：

4、对t型连接处理：

5、a1、获取三角形网格中的每一条边，保存相邻的顶点和三角面；

6、a2、根据相邻的顶点和三角面，提取每条边的所有相邻边；

7、a3、对网格所有的边进行搜索，保存所有的自由边；

8、a4、对自由边进行遍历，根据邻接关系，依次添加所有相邻的边作为候选集；

9、a5、对候选集中的所有边进行回环检测，如果不满足则转到a4步骤；

10、a6、如果存在回环，检测回环周边的三角形法向与回环的边数，当为内环或者边数小于预设阈值时，删除自由边中的候选集，转到a4步骤；否则，转到a4步骤；

11、a7、确定候选集中的最长边，判断与其他边之间的是否重叠，如果重叠，删除自由边中的候选集，转到a4步骤；否则，转到a4步骤；

12、a8、如果所有的自由边完成遍历，则终止检测过程，得到所有的t型连接结构；

13、a9、对所有的t型连接结构进行修复。

14、在一个优选实施例中，所述t型连接结构包括第一三角形网格、第二三角形网格和至少一个连接边，所述第一三角形网格和所述第二三角形网格共用一条边，定义为共有边，所述共有边的两个端点分别定义为第一端点和第二端点，所述第一三角形网格的与所述共有边相对的顶点定义为第一顶点，所述第二三角形网格与所述共有边相对的顶点定义为第二顶点，所述连接边的一端连接所述第一顶点，另一端连接所述共有边，所述连接边与所述共有边的连接点定义为中间点，对t型连接结构进行修复的过程包括：

15、b1、删除所述第二三角形网格；

16、b2、添加所述第一端点、与所述第一端点相邻的所述中间点和所述第二顶点构成的三角形网格、所述第二端点、与所述第二端点相邻的所述中间点和所述第二顶点构成的三角形网格以及相邻两所述中间点与所述第二顶点构成的三角形网格。

17、在一个优选实施例中，对面处理的过程还包括：

18、删除孤立面：

19、c1、对三角形网格的边进行索引，记录三角形网格的每条边的索引次数；

20、c2、删除每条边的索引次数都为1的三角形网格。

21、在一个优选实施例中，对面处理的过程还包括：

22、删除重复面：

23、d1、按照预定规则对三角形网格的三个顶点索引进行排序，再对每个面进行排序；

24、d2、比较相邻两个面的索引，一样的面即为重复面，删除其中一个。

25、在一个优选实施例中，对点的处理过程包括：

26、删除孤立顶点：

27、e1、遍历所有的三角形网格，并对索引到的顶点进行标记；

28、e2、删除未被标记的顶点。

29、在一个优选实施例中，对点的处理过程包括：

30、删除重复顶点：

31、f1、对顶点的坐标值进行排序，计算任意两个相邻的顶点之间的距离；

32、f2、两个相邻的顶点之间的距离小于预设阈值时，删除其中一个。

33、一种三维模型轻量化网格预处理装置，包括面处理模块和点处理模块，在处理时，先利用面处理模块进行面处理，再利用点处理模块进行点处理，所述面处理模块包括：

34、t型连接处理单元，包括：

35、第一功能部、用于获取三角形网格中的每一条边，保存相邻的顶点和三角面；

36、第二功能部、用于根据相邻的顶点和三角面，提取每条边的所有相邻边；

37、第三功能部、用于对网格所有的边进行搜索，保存所有的自由边；

38、第四功能部、用于对自由边进行遍历，根据邻接关系，依次添加所有相邻的边作为候选集；

39、第五功能部、用于对候选集中的所有边进行回环检测，如果不满足则转到a4步骤；

40、第六功能部、用于当如果存在回环，检测回环周边的三角形法向与回环的边数，当为内环或者边数小于预设阈值时，删除自由边中的候选集，转到a4步骤；否则，转到a4步骤；

41、第七功能部、用于确定候选集中的最长边，判断与其他边之间的是否重叠，如果重叠，删除自由边中的候选集，转到a4步骤；否则，转到a4步骤；

42、第八功能部、用于当如果所有的自由边完成遍历，则终止检测过程，得到所有的t型连接结构；

43、第九功能部、用于对所有的t型连接结构进行修复。

44、在一个优选实施例中，所述t型连接结构包括第一三角形网格、第二三角形网格和至少一个连接边，所述第一三角形网格和所述第二三角形网格共用一条边，定义为共有边，所述共有边的两个端点分别定义为第一端点和第二端点，所述第一三角形网格的与所述共有边相对的顶点定义为第一顶点，所述第二三角形网格与所述共有边相对的顶点定义为第二顶点，所述连接边的一端连接所述第一顶点，另一端连接所述共有边，所述连接边与所述共有边的连接点定义为中间点，对t型连接结构进行修复的过程利用t型连接结构修复功能模块进行，所述t型连接结构修复功能模块包括：

45、网格删除功能单元，用于删除所述第二三角形网格；三角形网格添加单元，用于添加所述第一端点、与所述第一端点相邻的所述中间点和所述第二顶点构成的三角形网格、所述第二端点、与所述第二端点相邻的所述中间点和所述第二顶点构成的三角形网格以及相邻两所述中间点与所述第二顶点构成的三角形网格。

46、在一个优选实施例中，所述面处理模块还包括：

47、孤立面处理功能单元：

48、三角形网格索引单元，用于对三角形网格的边进行索引，记录三角形网格的每条边的索引次数；三角形网格删除单元，用于删除每条边的索引次数都为1的三角形网格。

49、在一个优选实施例中，所述面处理模块还包括：

50、重复面处理功能模块，包括：

51、排序功能单元，用于按照预定规则对三角形网格的三个顶点索引进行排序，再对每个面进行排序；重复面删除模块，用于比较相邻两个面的索引，一样的面即为重复面删除其中一个。

52、在一个优选实施例中，所述点处理模块包括：

53、孤立顶点处理功能模块，包括：

54、顶点标记单元，用于遍历所有的三角形网格，并对索引到的顶点进行标记；孤立点删除单元，用于删除未被标记的顶点。

55、在一个优选实施例中，所述点处理模块包括：

56、重复顶点处理功能模块，包括：

57、顶点距离比较单元，用于对顶点的坐标值进行排序，计算任意两个相邻的顶点之间的距离；重复顶点删除单元，用于当两个相邻的顶点之间的距离小于预设阈值时，删除其中一个。

58、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述三维模型轻量化网格预处理方法的步骤。

59、与现有技术相比，本发明针对实景三维模型的轻量化处理过程，提出了一种网格预处理方法，可以有效地对重复顶点、重复面片、孤立顶点、孤立面片以及t型连接等问题进行处理，提升实景三维模型网格的整体质量，便于后续的轻量化处理。