段伟伟，罗健欣，倪桂强，唐 斌

(解放军理工大学 指挥信息系统学院，江苏 南京 210007)



一种基于八叉树的快速体素化方法*

段伟伟，罗健欣，倪桂强，唐 斌

(解放军理工大学 指挥信息系统学院，江苏 南京 210007)

当前的体素化方法大都具有较高的复杂性，计算开销大，对硬件要求高。为了简单快速地实现3D模型的体素化，提出一种基于八叉树的快速体素化方法。首先在使用八叉树进行模型细分的基础上，得到模型表面数据。然后根据表面数据选择多个方向对模型进行逐行扫描。该方法能快速地区分出模型的外部数据和内部数据，最终实现模型的体素化。对不同分辨率下的多种模型的实验结果表明，文中提出的方法能有效地实现快速体素化，具有一定的应用价值。

体素化；八叉树；快速；多方向逐行扫描；模型细分

0 引言

近年来，基于体素(Voxel)的3D模型在众多领域(如立体渲染、虚拟现实、医学影像、机械零件制造、流体力学等)得到了广泛的应用。传统的3D模型表示方法(如扫描表示法、边界表示法等)只能表示物体的表面信息，难以描述其内部属性。体素化(Voxelization)能根据3D模型的表面几何信息，计算并获取模型的内部数据，产生描述完整3D模型的体数据集。目前，作为一个研究热点，关于体素化方法的研究成果越来越多，可以较好地将3D模型表面数据转换为能描述模型内部信息的体数据。然而，这些已有的方法一般具有较高的复杂性，计算开销大，对硬件要求高。为此，本文提出了一种简单的基于八叉树的快速体素化方法，在利用八叉树对3D模型进行细分的基础上，对模型的表面数据进行多方向逐行扫描，快速地区分出模型的外部数据与内部数据，有效地实现模型的体素化。……