1. VCG Libary是Visulization and Computer Graphics Libary(可视化与计算机图形学库)的缩写,是一个开源的C++模板库,用于三角网格和四面体网格的控制、处理和OpenGL显示。其中包含了超过100 000行的代码。基于该库,Visual Computing Lab开发了几个著名的工具,如metro和MeshLab。
VCG Lib的大部分由头文件组成,下载后,将文件解压到一个vcglib文件夹中,然后将vcglib文件夹放到你的编译器的“include”目录中。然后使用时,只要包含其中需要的文件即可。
同上图,vcglib文件夹中,总共包含5个子文件夹:
需要说明的是, FFp(i)指向一个邻接面。如果是下图中的non-manifld 边的情况,(奇异边)则在一边上有多余两个面。这看起来在VCG中没有支持。
bool IsManifold(MyFace *f,int e) { return (f0 == f0->FFp()->FFp(f0->FFi()))}
Pos关系
三角网格中,Pos为一三元组,pos = {v,e,f},e是f的边,v是e的端点。
下图以小三角形的形式显示了三角网格中的一些pos,在每个面中,每个小三角形指向一个顶点,倚靠一条边,且在一个三角形面片中。
这样就能保证任意给定一个pos c,若只改变c的三元组的一个分量,能够唯一确定一个邻居pos。
C2与C1,的Pos只有Vertex Component不同,即 C2 = FlipV(C1)
c2 = FlipV(c1),定点分量不同,即换顶点则在同一个三角形中同一条边的另一个定点。
c0 = FlipE(c1),边分量不同,即换边则在同一个三角形中同一个定点的另一个边。
c3 = FlipF(c0), 面分量不同,即换面则通过边临街另一个面。 CCW around v,(逆时针旋转V)
c4 = FlipE(FlipF(c0)),即C0换面换边后为C4
c5 = FlipE(FlipF(c4)),即C4换面换边后C5
Bounce(弹跳,遇到边界情况)
c6 = FlipE(FlipF(c5)),遇到边界后弹回
CW around v (顺时针旋转V)
c3 = FlipE(FlipF(c6))
c1 = FlipE(FlipF(c3))
Bounce(弹跳)
c0 = FlipE(FlipF(c1)),遇到边界弹回
当两个flip嵌套操作的时候,根据pos与面的关系,可以实现顺时针或逆时针的pos转换。并且由于面-面邻接关系的定义方式,当pos在border上的时候,FlipF操作会返回到pos本身所在的面。
VCG库中广泛使用成对的flip,mannifold定点的相邻的ring环。
下面的例子使用pos来迭代一个点的周围相关性。
sf/apps/sample/trimesh_pos_demo/trimesh_pos_demo.cpp #include <vcg/simplex/face/pos.h> // include the definition of pos ...includes to define your mesh type class MyVertex: ...
class MyFace: public vcg::FaceSimp2<MyVertex,MyEdge,MyFace, vcg::face::VertexRef, vcg::face::FFAdj>{}; void OneRingNeighborhood( MyFace * f)
{
MyVertex * v = f->V();
MyFace* start = f;
vcg::face::Pos<MyFace> p(f,,v);// constructor that takes face, edge and vertex
do
{
p.FlipF();
p.FlipE();
}while(p.f!=start);
}
注意:
(1)使用属性vcg::vertex::VFAdj属性,可以关联的顶点指针指向面。(2)如果定点再边界上,则上述方法行不通。即从C4开始,将会找到C5,C6,C3,即C3余C4在同一个面中。但是,如果遇到边界,则会“弹”回来,即在这个图中,可能会得到C5,C6,C3, C1,C0, C4的序列,这或许不能够完成对一个定点的便利序列。
VCG提供以下的方法解决
Jumping Pos
Jumping Pos类似Pos,但在遇到border的时候不会反弹回去,而是跨到下一个border-face上去。下面这个例子中,上图中的p会从f0跨到f2。
sf/apps/sample/trimesh_pos_demo/trimesh_pos_demo.cpp
#include <vcg/simplex/face/jumping_pos.h> // include the definition of jumping pos
//...includes to define your mesh type
//class MyVertex: ...
class MyFace: public vcg::FaceSimp2<MyVertex,MyEdge,MyFace, vcg::face::VertexRef,vcg::face::FFAdj>{};
void OneRingNeighborhoodJP( MyFace * f)
{
MyVertex * v = f->V();
MyFace* start = f;
vcg::face::JumpingPos<MyFace> p(f,,v);// constructor that takes face, edge and vertex
do
{
p.NextFE();
}while(p.f!=start);
}
2. VF Adjacency(顶点-面, Vertex-Face 邻接关系)
VCG lib中,顶点与面之间也实现了邻接关系,即给定一个顶点v,可以找出所有与其关联的面。
设v_star = (f0,f1,f2,…,fk)为一个列表,该列表中的元素都是与顶点v关联的面。可以通过以下属性索引v_star:
- vcg::vertex::VFAdj:这是一个顶点的属性,包含了指向f0的指针
- vcg::face::VFAdj:这是面的属性,该面三个顶点中的每一个顶点都包含了指向v_star列表中下一个面的指针
这两个属性不单是指针,他们同样包含在指向面中定点的索引,和vcg::face::FFAdj同样的效果。如上图展示了实际的例子,与Face-Face adjacent相似,需要使用vcg::tri::UpdateTopology::VertexFace(MeshType& m)来初始化。
Vertex的VF邻接关系
v.VFp() == f2 顶点的VFp是一个指针,指向此定点关联的面的列表的第一个面。
v.VFi() == 0 定点的VFi是一个索引值,是所指向的面中的定点所在的序号
face的VF邻接关系,即,面中的指定索引值i顶点,其所对应的邻接面的序列的首个面的指针
f2->VFp() == f3 ,即f2面中的0索引定点,其所对应的临界面的序列的首个面的指针,即面f3
f2->VFi() == 1 ,即f2面中的0索引点,其再所对应的邻接面的首个面中的相应的该(本身)定点所在的序号。
f3->VFp() == f1
f3->VFi() ==
f1->VFp() == f0
f1->VFi() ==
f0->VFp() == NULL
f0->VFi() == -
VFIterator
VFIterator是一个简单的迭代器,来遍历一个顶点的所有邻接三角形面,通过使用VFAdjacency属性。其用法如下图:
sf/apps/sample/trimesh_pos_demo/trimesh_vfiter_demo.cpp
#include <vcg/simplex/face/pos.h> // include the definition of VFIterator
//...includes to define your mesh type
class MyVertex: public vcg::VertexSimp2<MyVertex,MyEdge,MyFace, vcg::vertex::VFAdj /*,... other attributes*/ >{};
class MyFace: public vcg::FaceSimp2<MyVertex,MyEdge,MyFace, vcg::face::VertexRef,vcg::face::VFAd>{};
void OneRingNeighborhoodVF( MyVertex * v)
{
vcg::face::VFIterator<MyFace> vfi(v); //initialize the iterator tohe first face
for(;!vfi.End();++vfi)
{
MyFace* f = vfi.F();
// ...do something with face f
}
}
Stars and Rings
端点顶点的face和vertices集合,可以使用以下方式函数:
- vcg::face::VFOrderedStarFF
- vcg::face::VVStarVF
- vcg::face::VFStarVF
- vcg::face::VFExtendedStarVF
- vcg::face::EFStarFF
面面邻接与点面邻接中的少量的面的处理
以下陈述可以避免“冲突”,来帮助选择最适合的临街对象
endl;