在八叉树中合并叶子

Posted 2023-02-22

【中文标题】在八叉树中合并叶子

【英文标题】：Merging leaves in an octree

【发布时间】：2011-04-27 18:45:13

【问题描述】：

我有一个非常大的点云（> 100000 个点），我想在其中检测平面排列。我决定使用八叉树将这些点分解为非常小的平面簇，然后合并共面的相邻簇。我已经用 C++ 编写了代码，可以快速将点云分割成小的平面集群，但是如何有效地合并它们却让我望而却步……

我的Octree 实现使用指针结构：有OctreeNodes 数组OctreeNode* children[8] 包含指向其子节点的指针，或者如果它是叶节点，则所有NULL 指针。

我的第一个想法是，在每个 OctreeNode 对象中，保留一个指向 Plane 对象的指针。在第一次拆分点后，八叉树中的每个叶子都会得到一个Plane，它表示适合叶子中包含的所有点的最小二乘法。然后我遍历树中的每个叶节点。对于每个叶节点，我检查它的每个相邻叶节点：如果邻居的平面应该与当前叶的平面合并，我调用Plane* newPlane = Plane::mergePlanes(this->plane, neighbor->plane); 来创建一个代表两个节点中的点的新平面。

这是我遇到麻烦的地方......我首先认为我可以简单地用新平面替换两个平面，即plane = newPlane; neighbor->plane = newPlane; 并完成（除了内存泄漏；我在真实代码中处理它们）。不幸的是，这在实践中不起作用。合并多个平面后，可能有几个不同的OctreeNodes 指向一个Plane，并且简单地替换this->plane 和neighbor->plane 中的指针并不会替换指向其旧平面的每个指针。

即使我第一次想出这个解决方案时，它似乎也很老套，现在它的缺陷更加明显。任何人都可以想出一种方法来解决我想出的合并方法，或者想出更好的方法吗？

谢谢

【参考方案1】：

标准修复是延迟修复节点。有一种访问方法可以查看您所指向的平面，然后查看它是否已指向其他地方。如果有，递归搜索，直到找到它所在的位置，然后将所有对象修复回当前对象，然后将正确的平面交还。

这比跟随指针要昂贵得多，但实际上这并不像您想象的那么昂贵，因为大多数时候最终对象位于您查看的第一或第二位置。

【参考方案2】：

VTK 有一个类似的点句柄类vtkIncrementalOctreePointLocator。我认为合并插入点的理想点。

例如：

double xyz[3];    // location
id_type point_id; // we get back the point id

// bool InsertUniquePoint( double xyz[3], id_type &point_id );
// return value is true, if new point inserted
bool value = inserter->InsertUniquePoint( xyz, point_id );

所以我的意见是：如果类太大，重建它会更容易。