CGAL Surface Mesh Simplification 中 edge_collapse 行为解析

概述

在使用 CGAL 的 Surface Mesh Simplification 模块时，开发者可能会遇到 edge_collapse() 函数与访问者(visitor)配合使用时的一些预期外行为。本文将深入分析这一现象，帮助开发者正确理解和使用该功能。

核心问题

在 CGAL 5.5.2 版本中，当使用 edge_collapse() 函数并配合自定义访问者时，OnCollapsing() 回调函数的行为与文档描述存在差异。根据文档，如果在 OnCollapsing() 中不设置 placement 参数（即将其设为 nullopt），则边应该保持不折叠状态。然而实际测试表明，边仍然会被折叠。

技术分析

访问者回调的执行时机

1. OnSelected：在边被选中准备折叠时调用。此时可以通过设置 vioCost 为 nullopt 来阻止边被折叠。

2. OnCollapsing：在边已经被选中并即将折叠时调用。此时折叠决策已经确定，无法取消折叠操作。placement 参数仅影响折叠后新顶点的位置。

实际行为验证

通过测试代码可以验证：

• 在 OnCollapsing() 中设置 placement 为 nullopt 不会阻止边折叠
• 在 OnSelected() 中设置 cost 为 nullopt 能有效阻止边折叠

正确使用方式

如果开发者希望控制哪些边应该被折叠，应该在 OnSelected() 回调中进行判断和设置，而不是在 OnCollapsing() 中。

struct MyVisitor : CGAL::Surface_mesh_simplification::Edge_collapse_visitor_base<Mesh> {
    void OnSelected(const Profile& profile, boost::optional<FT>& vioCost, 
                   size_type initial_edge_count, size_type current_edge_count) {
        // 通过设置 vioCost 为 nullopt 来阻止边折叠
        if (should_preserve_edge(profile)) {
            vioCost.reset();
        }
    }
};

结论

CGAL 文档中关于 OnCollapsing() 行为的描述需要更新。开发者应该注意：

• 使用 OnSelected() 来控制是否折叠边
• OnCollapsing() 仅用于控制折叠后顶点的位置，不能取消折叠操作

这一理解对于正确实现网格简化算法中的自定义保留规则至关重要。