<<Polygon Mesh Processing>>阅读笔记(1) 曲面的表示

大体上看,有两种表示一个曲面的方式:参数方程隐式方程

对于一个3D物体:

  1. 参数方程是一个从2维参数到表示3D物体平面上点的空间坐标的3维参数的一个映射

  2. 隐式方程是一个等号左边为表示3D物体平面上点的空间坐标的3维参数构成的标量表达式,等号右边为0的方程。

以平面上的单位圆为例,它的参数方程何隐式方程如下:

参数方程
隐式方程

在实际中,一般根据实际需求采用不同的表示方法,这些需求一般分为如下3点:

  1. Evaluation:在对曲面进行采样的时候需要对其附加上一下除了空间信息之外的信息。例如在进行渲染的时候,除了几何体的空间坐标外,还需要其法向量信息。

  2. Query:一个典型的空间查询是判断空间中的某个点是否在几何体的内部,另外还比如空间中某个点到某个曲面的距离。

  3. Modification:一个曲面可以在几何上被修改(将一个平面卷起来),还可以在拓扑关系上被修改(把几张纸合并成一张更大的纸或者挖掉一张纸的一部分)。

曲面的定义和属性

书中对于曲面的定义如下:

an orientable continuous 2D manifold embedded in
R³

个人的理解是:处于3维空间中的,方向连续的,不存在通过无限细小特征连接的的部分。

以下面两种情况为例,无限细小特征指的两个正方体表面相连接的部分。

通过点相连接
通过面相连接

这样两个正方体组成的组合体的外表面就不能称为一个面。

这样的组合体可以称之为:degenerate 3D solid

而把上面的两个组合体连接的部分变成下面这个样子之后,就不存在所谓的“通过无限细小特征相连接”的情况了。

这样组合体可以称之为:non-degenerate 3D solid

点边面的关系

在一个闭合连接网格内点(Vertex),边(Edge)和面(Face)的数量存在下面的关系:

Vertex - Edge + Face = 2(1 - g)

上面的式子中g表示的是曲面的亏格(genus),它的标准解释为:

若曲面中最多可画出n条闭合曲线同时不将曲面分开,则称该曲面亏格为n

而对于一般的闭合曲面来说亏格n就是几何体上洞眼的数目

n = 0(左) n = 1(中) n = 2(右)

对于一个三角形网格,基于上面的式子还能得到下面的关系:

  1. 三角形的数量大约是顶点数量的2倍 -> Face ≈ 2 * Vertex
  2. 边的数量大约是顶点数量的3倍 -> Edge ≈ 3 * Vertex
  3. 顶点邻边的数量平均是6
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 219,701评论 6 508
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 93,649评论 3 396
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 166,037评论 0 356
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,994评论 1 295
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 68,018评论 6 395
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,796评论 1 308
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,481评论 3 420
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 39,370评论 0 276
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,868评论 1 319
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 38,014评论 3 338
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 40,153评论 1 352
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,832评论 5 346
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,494评论 3 331
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 32,039评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 33,156评论 1 272
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 48,437评论 3 373
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 45,131评论 2 356

推荐阅读更多精彩内容