一种离散点插值的新算法

提出了一种按离散测量点构造曲面的新方法,即对每一测量点定义一个矩形作用域,并在每一个作用域上构造一个特殊的Hermilte插值曲面,最后通过各作用域在高度上的叠加来构造一张插值曲面。证明了新算法的完备性和对测量点的依赖性,并通过实例计算证明了新算法的有效性。     

一种离散点插值的新算法

提出了一种按离散测量点构造曲面的新方法，即对每一测量点定义一个矩形作用域，并在每个作用域上构造一个特殊的Ｈｅｒｍｉｔｅ插值曲面，最后通过各作用域在高度上的叠加来一张插值曲面。证明了新算法的完备性和对测量点的依赖性，并通过实例计算证证明了新算法的有效性。     

残缺网格模型的快速B样条曲面重建

针对残缺的三角网格模型,提出一种将网格模型的散乱数据点转化为有序阵列点再进行B样条曲面快速重建的算法.首先确定最小二乘平面上的一个矩形参数域,再构造出一个平面阵列点列,并部分映射到三维网格上;然后利用空间阵列点的邻域信息估计4个角点的空间坐标,并构造径向基函数曲面,用于补充空间阵列点列中残缺的数据;最后利用有序点列拟合的高效性构造B样条曲面.实验结果表明:该算法速度快、拟合精度高、鲁棒性强,重建的曲面具有良好的光顺性和可延伸性,适用于逆向工程中对经过数据分割后的网格模型的自由曲面重建.     

基于BP神经网络的隐式曲面构造方法

通过把BP神经网络与隐式曲面构造原理相结合,提出构造隐式曲面的新方法.用约束点来描述、控制曲面形状,构造BP网的输入与输出,通过智能学习、仿真模拟,最后从仿真超曲面抽取出的零等值面就是隐式曲面.同时,从理论上证明了此方法所构造的隐式曲面具有任意精度.实验表明该方法对约束点的个数、误差、内外点与边点的距离等不敏感,表现出很好的稳定性与可操作性.该构造方法不仅可用于构造隐式曲面,而且在图形理解、数据分类等领域也具有良好的应用前景.     

有限衍射超声三维成像及其表面重建方法

为了正确快速地进行超声三维图像重建，讨论了有限衍射波束三维脉冲回波成像新方法，即使用有限衍射阵列声束一次发射成像，不仅成像区域声束不会发生扩散，而且可得到高信噪比、高帧率的超声三维图像。针对成像后由获取的数据归一化形成的空间散乱数据场，提出了一种新的插值三维重建算法，该算法从散乱数据场中自动提取边界，首先构造出一个辅助曲面，然后通过一种特殊的Hermite插值，在数据点的矩形作用域集合内，对辅助曲面进行变形，进而得到最终的插值曲面。实验结果表明，由于该算法无须三角剖分，因而计算速度快，且光顺效果好。     

反向工程中NURBS曲面CAD重构技术研究

CAD几何模型重构技术是反向工程RE(Reverse Engineering)技术的核心,NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)方法因其表示法的形状控制灵活性,在曲面造型和曲面重构中具有重要作用.针对CAD曲面重构技术进行研究,并对NURBS曲面重构提出一种新的构建方法,将每个数据点相对应的有理基函数的参数值最大化,所得函数值作为数据点的参数值来构造NURBS参数曲面.最后通过实例证明了该方法的有效性.     

径向基函数网络的隐式曲面方法

将径向基函数网络与隐式曲面构造原理相结合,提出一种构造隐式曲面的方法．首先以描述物体曲面的隐式函数为基础构造三元显式函数,然后用径向基函数网络逼近显式函数,最后从神经网络的仿真超曲面得到描述物体的封闭曲面;并证明了在理论上此等值面可以以任意精度逼近物体曲面．该方法具有光滑度高、稳定性好,尤其适用少量采样点情形等特点．实验表明,它具有很强的造型能力．     

三向四次箱样条曲面与Bezier曲面的光滑拼接

以二元四次多项式在三角域和矩形域上的Bezier形式的Blossom为工具,给出了当给定一张三向四次箱样条曲面时,能与之C^0、C^1、C^2拼接的三边或矩形Bezier曲面的控制顶点所要满足的一个显式表示的充分条件。这一结果在使用三向四次箱样条曲面或Loop细分曲面造型,而又需要构造Bezier曲面与之拼接或补洞时,具有理论和实际应用价值。     

基于参数样条插值的同坡曲面构造方法

传统的同坡曲面构造方法都是在导线方程为已知的前提下进行的。然而在实际工程中,导线方程往往是很难得到的,只能通过测量得知导线通过一列数据点。针对这一问题,给出了一种实际工程中同坡曲面的构造方法,该法首先根据测量数据点,利用三次参数样条曲线插值方法构造出同坡曲面的导线方程,然后再从同坡曲面的形成原理入手建立其参数方程,最后通过实例表明该方法是可行有效的。     

检索矩形结构化网格中裁剪单元的数值算法

裁剪等几何分析的首要任务就是检索出裁剪曲面中的裁剪单元,为此提出一种快速检索矩形结构化网格中裁剪单元的数值算法.首先将网格中每个单元的边界划分为12段区间;然后在剪裁曲线上选取适当的参数点,并将得到的离散曲线代替原剪裁曲线,对矩形结构化网格进行剪裁;根据离散剪裁曲线与单元边界交点位置的不同,将裁剪单元划分为156种不同的类型.该算法还可以根据不同情况来获取剪裁曲线上的点,当采用闭合逆时针矩形剪裁曲线对裁剪NURBS曲面参数网格进行剪裁时,该算法能够快速、有效地检索到裁剪单元,并得到剪裁曲线曲率变化大的点以及裁剪单元在物理空间中的像;悬臂梁的最优拓扑结构算例证明了该算法能够快速、有效地检索出任意矩形结构化网格中的裁剪单元.     

基于组合方法对图像的双三次多项式拟合

提出了基于图像数据构造拟合曲面的新方法.假设给定的图像数据所对应的原场景曲面能用分片二次多项式曲面表示,原场景曲面称为原曲面.现有方法通常是用图像数据作为插值数据构造原曲面的拟合曲面,而新方法以图像数据生成公式为约束,通过反向采样过程来构造对图像数据拟合的曲面,从而使拟合曲面具有更好的逼近精度.由于图像边缘处的质量对图像的视觉效果起着关键的作用,我们也把图像边缘做为约束条件用于拟合曲面的构造.对于每一个数据点及其邻近区域,新方法以采样公式和图像边缘作为约束条件局部地构造一张二次多项式曲面片,该曲面片具有二次多项式精度.所有的二次多项式曲面片的加权组合形成逼近原曲面的拟合曲面.对算法比较的实验表明,由新方法生成的放大图像具有较高的精度和较好的视觉效果.     

基于B样条的平面轮廓重构闭合曲面算法

由一组平行轮廓线重构三维闭合表面是三维可视化研究的主要内容之一。文中通过对B样条插值算法的研究,提出了一种新的公共节点矢量确定方法,利用该方法首先对经过预处理的CT牙齿图片提取轮廓线获得三维数据点,之后对轮廓线数据点进行B样条曲线的拟合,在每条拟合曲线上根据所确定的节点矢量值重新采样,由重新采样的三维数据点利用B样条曲面插值算法构造闭合曲面．所构造的闭合曲面是对原始轮廓数据的拟合。通过实例验证可看出该方法可获得较好的拟合曲面,经过误差分析检测,满足拟合条件,因此该方法可以保证几何重建的准确性。     

基于有理函数的数据拟合方法

把有理函数引入离散数据拟合方法中,将有理函数与数据拟合的常用方法——最小二乘法相结合,给出了一种新型的数据拟合工具。文章详细讨论了该方法的算法理论和实施步骤,由于有理函数比多项式有更高的精度,该方法在提高拟合精度方面具有传统方法所不具备的优点。     

基于小波函数的数据拟合方法

本把小波函数引入离散数据拟合领域，将小波函数与数据拟合的常用方法－最小二乘法相结合，给出了一种新型的数据拟合工具，中详细讨论了该方法的处理论和实施步骤，由于小波函数具有良好的局部性质，该方法在提高似合精度方面具有传统方法不可替代的优点。     

Image interpolation algorithm on a triangular grid

A new method for constructing a fitting surface on a triangular grid is presented.Assuming images are obtained by sampling from the original scene.Conventional polynomial interpolation methods generally construct the fitting surface on a square grid.Different from existing methods,the new method constructs the fitting surface on a triangular grid which can divide the original surface more detailed and improve approximation accuracy.As the quality of the image edges plays a key role in visual effects of image,the new method uses image edges as constraints to get a triangle grid.The new method constructs a cubic polynomial patch locally using image data to approximate the original surface.Experimental comparison results of the new method with other methods show that the new method can produce high-quality images and remove the zigzagging artifact.     

散乱数据点分片二次多项式加权平均插值

将空间散乱数据点划分为三角形网格，在每个给定数据点处构造C^1连续的分片二次多项式曲面片，每个三角形上的曲面片由各个顶点处的C^1连续的分片二次曲面片加权平均确定，整体的C^1曲面由各三角形上的曲面片拼合而成．该方法所构造的曲面函数结构简单、易于计算，具有数据点建议的形状．最后通过实例同其他方法所构造的插值曲面形状进行比较．     

运用逆向工程方法与OpenGL创建三维曲面

目前大多数应用逆向工程创建三维曲面的方法能够取得较令人满意的结果,但却过多依赖标准化软件.文中改进了基于垂距依此递推的自由曲面自适应数据采样算法,给出了应用该算法对复杂曲面进行重建的方法.自由曲面自适应数据采样时,先运用逆向工程测量方法,得到曲面的截面数据点值,然后用非均匀三次样条插值曲线拟合出截面轮廓曲线;自适应采样后,由曲线数据点重新利用最小二乘法计算型值控制点.对这些型值控制点进行网格化处理后由U、V两方向利用Opengl中Nurbs曲面生成方法构造出三维曲面.结果表明运用该方法曲面更改更灵活、曲面连接光滑.     

C~2 quartic spline surface interpolation

This paper discusses the problem of constructing C2 quartic spline surface interpolation. Decreasing the continuity of the quartic spline to C2 offers additional freedom degrees that can be used to adjust the precision and the shape of the interpolation surface. An approach to determining the freedom degrees is given, the continuity equations for constructing C2 quartic spline curve are discussed, and a new method for constructing C2 quartic spline surface is presented. The advantages of the new method are that the equations that the surface has to satisfy are strictly row diagonally dominant, and the discontinuous points of the surface are at the given data points. The constructed surface has the precision of quartic polynomial. The comparison of the interpolation precision of the new method with cubic and quartic spline methods is included.     

基于细分方法的破裂曲面重构

曲面重构是计算机图形学中一个基本问题.目前研究的热点集中于使用各种方法构建细分曲面,以及进行网格的优化等方面,但其核心是光滑连续曲面的重构.为了对破裂曲面有效重构,提出了一种基于细分的重建破裂曲面的方法,该方法先使用Loop细分曲面对目标曲面进行逼近,再自适应处理不连续部分的网格.这种方法在3维地震数据可视化中得到了较好的应用.     

视景仿真中三维地球的建模

给出了一种基于Blue Marble纹理和GTOPO30高程数据的三维地球建模方法，可消除地表各分块间的缝隙。地表形状模拟精度高，结合多分辨率纹理和高程，实现了对地球的变视角和缩放操作，在飞行模拟、导弹发射、卫星绕地球飞行等涉及到地球大场景或全球视景的仿真中被广泛采用。该建模方法对类似的建模提供了一种新思路，有较高的通用性和实用性。