于 倩，顾宏斌，汤 勇

(南京航空航天大学民航学院，江苏 南京 210016)

机械产品开发过程一般是先在CAD系统中完成零件的设计建模，然后在虚拟现实(VR)环境中进行产品的各种分析，如虚拟装配、运行过程仿真和人机工程等。这类VR系统的模型信息主要来源于CAD系统输出的多边形面片模型。CAD模型采用精确的数学形式表达模型的几何信息，因此该模型转换为多边形面片模型格式后，几何外形精确但面片数量庞大，一般无法直接满足VR系统实时渲染要求，必须通过一定的简化算法精简模型。虽然目前存在很多网格简化算法［1-2］，并已经运用到了实际系统中，实现了CAD模型到VR面片模型的转换和应用，但复杂的CAD模型难以满足实时要求仍是该类系统有待解决的一个难题。由于这些系统中采用的简化算法主要针对的是通用模型(无规则外形)，如通过扫描设备得到的点云模型，因此并不能有效地简化CAD模型。应用这些算法可能会破坏CAD模型上的边界特征(即几何设计特性)，使得模型变得不可识别，易产生狭长的病态三角形(影响光照计算，降低视觉效果)。

针对CAD模型数据转换存在的上述问题，提出并实现了一种新的基于分类的自适应CAD模型简化和转换方法，试图将各类复杂CAD模型根据需要转换为多分辨率(LOD)的VR模型，并在保证模型几何外形和视觉效果的前提下满足VR系统中实时渲染的需求。

1 原理分析

一般的CAD模型转换为虚拟现实模型是通过内嵌于CAD系统的数据导出接口将模型数据转换为中性文件或其他几何模型。……