下图描述了细分的基本思想,每次细分都是在每条边上插入一个新的顶点,可以看到随着细分次数的增加,折线逐渐变成一条光滑的曲线。曲面细分需要有几何规则和拓扑规则,几何规则用于计算新顶点的位置,拓扑规则用于确定新顶点的连接关系。下面介绍两种网格细分方法:Catmull-Clark细分和Loop细分。

Catmull-Clark subdivision:

  Catmull-Clark细分是一种四边形网格的细分法则,每个面计算生成一个新的顶点,每条边计算生成一个新的顶点,同时每个原始顶点更新位置。下图为Catmull-Clark细分格式的细分掩膜,对于新增加的顶点位置以及原始顶点位置更新规则如下:

1.网格内部F-顶点位置:

  设四边形的四个顶点为v0、v1、v2、v3,则新增加的顶点位置为v = 1/4*(v0 + v1 + v2 + v3)。

2.网格内部V-顶点位置:

  设内部顶点v0的相邻点为v1、v2,…,v2n,则该顶点更新后位置为,其中α、β、γ分别为α = 1 - β - γ。

3.网格边界V-顶点位置:

  设边界顶点v0的两个相邻点为v1、v2,则该顶点更新后位置为v = 3/4*v0 + 1/8*(v1 + v2)。

4.网格内部E-顶点位置:

  设内部边的两个端点为v0、v1,与该边相邻的两个四边形顶点分别为v0、v1、v2、v3和v0、v1、v4、v5,则新增加的顶点位置为v = 1/4*(v0 + v1 + vf1 + vf2) = 3/8*(v0 + v1) + 1/16*(v2 + v3 + v4 + v5)。

5.网格边界E-顶点位置:

  设边界边的两个端点为v0、v1,则新增加的顶点位置为v = 1/2*(v0 + v1)。

效果:

function [VV, FF, S] = CC_subdivision(V, F, iter)
% Catmull_Clark subdivision
if ~exist('iter','var')
iter = ;
end
VV = V;
FF = F; for i = :iter
nv = size(VV,);
nf = size(FF,); O = outline(FF); original = :nv;
boundary = O(:,)';
interior = original(~ismember(original, boundary)); no = length(original);
nb = length(boundary);
ni = length(interior); %% Sv
Etmp = sort([FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,)],);
[E, ~, idx] = unique(Etmp, 'rows'); Aeven = sparse([E(:,) E(:,)], [E(:,) E(:,)], , no, no);
Aodd = sparse([FF(:,) FF(:,)], [FF(:,) FF(:,)], , no, no);
Aodd = Aodd + Aodd'; val_even = sum(Aeven,);
beta = ./(*val_even); val_odd = sum(Aodd,);
gamma = ./(*val_odd); alpha = - beta - gamma; Sv = sparse(no,no);
Sv(interior,:) = ...
sparse(:ni, interior, alpha(interior), ni, no) + ...
bsxfun(@times, Aeven(interior,:), beta(interior)./val_even(interior)) + ...
bsxfun(@times, Aodd(interior,:), gamma(interior)./val_odd(interior));
Sboundary = ...
sparse([O(:,);O(:,)],[O(:,);O(:,)],/,no,no) + ...
sparse([O(:,);O(:,)],[O(:,);O(:,)],/,no,no);
Sv(boundary,:) = Sboundary(boundary,:); %% Sf
Sf = / .* sparse(repmat((:nf)',1 ,4), FF, 1);
i0 = no + (:nf)'; %% Se
flaps = sparse([idx;idx], ...
[FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,);FF(:,) FF(:,)], ...
);
onboundary = (sum(flaps,) == );
flaps(onboundary,:) = ; ne = size(E,);
Se = sparse( ...
[:ne :ne]', ...
[E(:,); E(:,)], ...
[onboundary;onboundary].*/ + ~[onboundary;onboundary].*/, ...
ne, ...
no) + ...
flaps*/; %% new faces & new vertices
i1 = no + nf + (:nf)';
i2 = no + *nf + (:nf)';
i3 = no + *nf + (:nf)';
i4 = no + *nf + (:nf)'; FFtmp = [i0 i4 FF(:,) i1; ...
i0 i1 FF(:,) i2; ...
i0 i2 FF(:,) i3; ...
i0 i3 FF(:,) i4]; reidx = [(:no)'; no+(1:nf)'; no+nf+idx];
FF = reidx(FFtmp); S = [Sv; Sf; Se];
VV = S*VV;
end
end

Loop subdivision:

  Loop细分是一种三角形网格的细分法则,它按照1-4三角形分裂,每条边计算生成一个新的顶点,同时每个原始顶点更新位置。下图为Loop细分格式的细分掩膜,对于新增加的顶点位置以及原始顶点位置更新规则如下:

1.网格内部V-顶点位置:

  设内部顶点v0的相邻点为v1、v2,…,vn,则该顶点更新后位置为,其中。

2.网格边界V-顶点位置:

  设边界顶点v0的两个相邻点为v1、v2,则该顶点更新后位置为v = 3/4*v0 + 1/8*(v1 + v2)。

3.网格内部E-顶点位置:

  设内部边的两个端点为v0、v1,相对的两个顶点为v2、v3,则新增加的顶点位置为v = 3/8*(v0 + v1) + 1/8*(v2 + v3)。

4.网格边界E-顶点位置:

  设边界边的两个端点为v0、v1,则新增加的顶点位置为v = 1/2*(v0 + v1)。

效果:

本文为原创,转载请注明出处:http://www.cnblogs.com/shushen。

三维网格细分算法(Catmull-Clark subdivision & Loop subdivision)附源码的更多相关文章

  1. 三维网格精简算法(Quadric Error Metrics)附源码

    在计算机图形应用中,为了尽可能真实呈现虚拟物体,往往需要高精度的三维模型.然而,模型的复杂性直接关系到它的计算成本,因此高精度的模型在几何运算时并不是必须的,取而代之的是一个相对简化的三维模型,那么如 ...

  2. 三维网格精简算法(Quadric Error Metrics)附源码(转载)

    转载:  https://www.cnblogs.com/shushen/p/5311828.html 在计算机图形应用中,为了尽可能真实呈现虚拟物体,往往需要高精度的三维模型.然而,模型的复杂性直接 ...

  3. 网格测地线算法(Geodesics in Heat)附源码

    测地线又称为大地线,可以定义为空间曲面上两点的局部最短路径.测地线具有广泛的应用,例如在工业上测地线最短的性质就意味着最优最省,在航海和航空中,轮船和飞机的运行路线就是测地线.[Crane et al ...

  4. 卡通图像变形算法(Moving Least Squares)附源码

    本文介绍一种利用移动最小二乘法来实现图像变形的方法,该方法由用户指定图像中的控制点,并通过拖拽控制点来驱动图像变形.假设p为原图像中控制点的位置,q为拖拽后控制点的位置,我们利用移动最小二乘法来为原图 ...

  5. 基于Zlib算法的流压缩、字符串压缩源码

    原文:基于Zlib算法的流压缩.字符串压缩源码 Zlib.net官方源码demo中提供了压缩文件的源码算法.处于项目研发的需要,我需要对内存流进行压缩,由于zlib.net并无相关文字帮助只能自己看源 ...

  6. 三维网格细分算法(Catmull-Clark subdivision & Loop subdivision)附源码(转载)

    转载:  https://www.cnblogs.com/shushen/p/5251070.html 下图描述了细分的基本思想,每次细分都是在每条边上插入一个新的顶点,可以看到随着细分次数的增加,折 ...

  7. SM4密码算法(附源码)

    SM4是我们自己国家的一个分组密码算法,是国家密码管理局于2012年发布的.网址戳→_→:http://www.cnnic.NET.cn/jscx/mixbz/sm4/ 具体的密码标准和算法官方有非常 ...

  8. arcgis api 3.x for js 共享干货系列之一自写算法实现地图量算工具(附源码下载)

    0.内容概览 Geometry 地图服务方式实现地图距离以及面积的量算,简单描述 arcgis api 提供的接口类 geometryEngine 实现地图距离以及面积的量算,简单描述 自定义距离以及 ...

  9. sm4算法(附源码、测试代码)

    from:http://blog.csdn.net/mao0514/article/details/52930944 SM4是我们自己国家的一个分组密码算法,是国家密码管理局于2012年发布的.网址戳 ...

随机推荐

  1. 设置css通用字体

    font-family: "Helvetica Neue","Arial","PingFang SC","Hiragino San ...

  2. 解决html表格中内容超出不强制换行和超出宽度自动隐藏并显示省略号

    在表格布局中经常会遇到因为表格内容长短的变化导致布局混乱的情况,这个时候我们可能会有为了布局稳定把单元格宽度写死的情况:但是我们设置了宽度却发现超出了宽度之后会自动变大,用css定义元素的overfl ...

  3. OC中的深拷贝与浅拷贝

    深拷贝(deep copy)与浅拷贝(shallow copy)的定义一直是有争论的. 一种理解是: 所谓的浅拷贝, 就是不完全的拷贝 NSString *s = @"123"; ...

  4. Java虚拟机JVM学习07 类的卸载机制

    Java虚拟机JVM学习07 类的卸载机制 类的生命周期 当Sample类被加载.连接和初始化后,它的生命周期就开始了. 当代表Sample类的Class对象不再被引用,即不可触及时,Class对象就 ...

  5. 3D Touch介绍:电子秤App与快捷操作

    随着iPhone6s与6s plus的到来,苹果给我们展现了一种全新的交互方式:重按手势.你可能知道,这个特性已经在Apple Watch和MacBook上推出了,不过那时叫Force Touch,就 ...

  6. 优化MySchool数据库(三)

    使用T_SQL 编写业务逻辑: 如何定义及使用“变量”: ---- 让电脑帮我记住一个名字(王二) C#: string   name ;    [定义一个变量] name = "王二&qu ...

  7. GET/POST请求(NSURLSession)

    步骤 使用NSURLSession创建task,然后执行task Task a.NSURLSessionTask是一个抽象类,本身不能使用,只能使用它的子类 b.NSURLSessionDataTas ...

  8. Eclipse下使用SVN版本控制

    作者:朱先忠编译 转自天极[url]http://dev.yesky.com/356/2578856.shtml[/url] 简单介绍一些基本操作1.同步在Eclipse下,右击你要同步的工程-tea ...

  9. Play Framework 第一个应用

    熟悉的Hello World 新创建一个工程,了解下重要文件的结构 .\app controllers\models\views 目前比较流行的MVC架构 .\conf application.con ...

  10. java中实现定时功能

    网上资料: 我们可以使用Timer和TimerTask类在java中实现定时任务,详细说明如下: 1.基础知识java.util.Timer一种线程设施,用于安排以后在后台线程中执行的任务.可安排任务 ...