模型单体化的顶点精简和空洞修复

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背景

在进行切割单体化过程中，存在很多模型可以优化的问题，比如：

• 切割的模型边缘不规整
• 边缘同一条三角形边重复切割导致产生重复顶点
• 切割后的模型未建模的地方存在空洞

针对以上问题，进行试验，提出改进的思路.

边缘不规整

最初进行模型分割时，采取的思路是：

• 遍历所有格网，找到格网对应的顶点
• 进行包含判断，当一个格网所有顶点都包含在要分割的多边形内，则保留这个格网
• 重新追加这个格网的所有顶点，并更新保留格网的索引

这样导致的问题就是，处于分割边缘的三角格网，可能不会包含进来；比如，当一个格网部分在多边形内，部分在多边形外时，此时格网将被舍弃，因此最终构建的模型边缘是不规整的。

针对上述问题，考虑对边缘的格网进行切割处理，使在模型内的部分保留，不在模型内的部分舍弃，由此可以推断，这种方式格网至少会和多边形边缘产生2个交点，由于2个以上交点的情况太过复杂，这里只针对普遍的两个交点的情况进行分析。

角格网和多边形有两个交点时，存在两种常见的情况，A和B；

情况A，格网的一个顶点在内部，两个顶点在外部

• 只需要求出两个分割点，重新构建面索引即可

情况B，格网的两个顶点在内部，一个顶点在外部

• 此时会产生两个分割点，两个内部点，因此需要对这四个点进行剖分，找出对角线的两个点，重新构建两个三角面

最终，计算的分割点投影会完整的落在多边形的边上，也就是说，根据分割点和原来的内部点构建的新的面，可以保证边缘格网的平滑（分割点在三维平面和xy平面的分布）。

最终分割后的模型如下：

顶点的精简

顶点的精简分为原有模型冗余顶点的剔除和分割产生的冗余顶点

• 原有模型冗余顶点的剔除：
• 由于模型格网的筛选是根据面索引进行的，因此不被面索引引用的顶点会被剔除掉。

分割冗余点剔除

在对一个格网进行分割时，产生两个分割点，由于这两条分割边可能也是另一个格网的分割边，因此同一分割边上的分割点，可能会被计算多次，并多次被追加到顶点集合中，并被赋予不同的面索引

解决思路是，针对每一个分割点，建立一个索引对照表，以分割点为键值，对应其在顶点集合中的索引，因此再下次遇到同一分割点时，直接给对应的面赋予索引即可。

• 分割冗余点剔除
• 在对一个格网进行分割时，产生两个分割点，由于这两条分割边可能也是另一个格网的分割边，因此同一分割边上的分割点，可能会被计算多次，并多次被追加到顶点集合中，并被赋予不同的面索引
• 解决思路是，针对每一个分割点，建立一个索引对照表，以分割点为键值，对应其在顶点集合中的索引，因此再下次遇到同一分割点时，直接给对应的面赋予索引即可

空洞的修复

当模型被切割，之前连续的面会被分割开来，模型周边没有被建模的部分就会暴漏，以此产生了之前存在的面继续存在，四周不存在的面产生空洞。

如上图，模型是一个大楼，但分割后只有顶部和部分墙面，其余的面是不存在的，因此在分割后需要重新对不存在的面进行构建。

由于分割点分布在模型的边缘，因此想要构建模型的四周墙面，需要利用分割点和建筑底部点，由于底部点不清晰，因此可以借助多边形的点，由于多边形在xy平面内，将该多边形沿Z轴平移到模型最底部，即可成为模型底部的范围点。

总体思路如下：

• 求取切割模型的最低点，构建底部范围点，将底部范围点追加进顶点集合，并更新其对应的索引
• 对分割点进行划分，判断落在底部哪条多边形直线上
• 对落在同一直线上的多边形进行排序
• 根据该直线的两个端点和对应的分割点，进行三角网构建