基于递归分割的绝对尖锐特征造型算法研究

递归分割曲面的尖锐特征不仅能够增加递归分割曲面的造型功能,而且有助于保留网格模型上的重要特征,其简捷、高效等特点具有广阔的应用前景。为解决在实际应用过程中存在的问题,进一步推动其在产品建模和机械制造中的应用,在特征造型方面,实现了递归分割曲面的折痕、尖刺、角等绝对尖锐特征造型,避免了为构造特殊效果而建立不同的递归分割算法,增加递归分割曲面的造型能力。     

复杂自由曲面模型的局部协调设计技术

综合应用自由曲面模型的全局美化技术和基于离散边界约束条件及裁剪B样条曲面模型的任意边域曲面填充方法,提出了一种新的针对复杂自由曲面模型的局部协调设计技术.利用可微流形的无穷小变形技术,实现紧公差约束下对点云逼近的多张B样条曲面的全局美化,保证了N边汇交曲面相邻边界处收敛的G1光滑拼接,并改善了模型的整体形状.构造包含汇交点的局部区域来裁剪N边汇交曲面,并基于边界条件的离散化处理和裁剪B样条曲面模型重构局部区域,使得局部重构曲面（即协调曲面）与裁剪汇交曲面之间满足近似G1连续,同时光滑地逼近于局部区域的特征趋势.应用实例表明,该局部协调设计技术能够较好地实现复杂曲面造型和反求工程建模中模型的整体G1连续性和保形性,并且为进一步研究基于局部协调设计的拓扑还原技术奠定了坚实可靠的基础.     

一类多参数递归分形插值曲面

给出了三维空间上的递归迭代函数系,进而由该递归迭代函数系构造了一类多参数递归分形插值曲面.与由传统的迭代函数系所构造的自仿射分形插值曲面相比,这种曲面在模拟自然界不规则物体形状和压缩成像方面具有更灵活的应用.在一定的条件下,证明了这类递归迭代函数系的吸引子是经过给定插值点集的连续的分形插值曲面.     

超声检测中曲面重构和路径规划方法研究

针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题，提出了
一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件，首先采用超声波测距原理对工件进
行仿形测量，然后应用B样条方法重构工件的曲面模型，最后根据重构的CAD模型用非等参数算法生成检
测路径.该算法采用近似等弧长方法对参数曲面重新进行参数化，使曲面上各扫描点之间的弧长间距近似
相等.应用结果表明,与等参数超声检测轨迹生成法相比，使用非等参数方法生成的扫描点间距分布更合
理，在满足检测要求的情况下扫描点数明显减少.该算法能保证超声波入射方向和各扫描点曲面的法线方
向一致，提高曲面工件的检测精度和检测效率.     

Clough—Tocher曲面的表示

言语中利用Ｃｌｏｕｇｈ－Ｔｏｃｈｅｒ三角分裂方法形成递归曲面，获得了ｎ次ＣＴ曲面表示。最后作为一种实尝试利用ＣＴ方法构造了一种定义在空间三角剖分网格上的四次ＧＣ＇插值曲面格式。     

逆向工程中自由曲面快速优化方法研究

曲面重构技术被广泛应用于新产品外形升级设计过程中。针对曲面重构过程中存在曲面优化工作繁琐且曲面精度难以达标等问题,提出一种以偏差检测为指导的快速曲面优化方法。以某型飞机部件的逆向设计为研究对象,首先研究了自由曲面的构成及自由曲面偏差检测技术。其次,基于CATIA/CAA开发平台,对CATIA软件中控制点命令进行二次开发。最后,用软件证明基于偏差检测结果的定向定量快速曲面优化方法可以缩短曲面优化时间、提高曲面重构精度。新方法弥补了原CATIA软件只能定向调整,而不能定量调整曲面的缺陷,实现了自由曲面的快速高精度优化调整。     

基于精确曲面裁剪模型的刀位算法研究

在精确曲面模型对零件表面的表示是准确的这一理论基础上完成了刀位的准确计算，改变了过去刀位数据的生成是在近似模型的基础上完成的状态。研究并重新构造了精确曲面裁剪模型的数据结构、裁剪原理。提出了基于参数域的刀位规划和基于实空间的刀位规划概念，并构造了一个基于精确曲面裁剪模型的刀位生成方法库。     

Clough－Tocher曲面的表示

文中利用Ｃｌｏｕｇｈ－Ｔｏｃｈｅｒ三角分裂方法形成递归曲面，获得了ｎ次ＣＴ曲面表示．最后作为一种实用尝试利用ＣＴ方法构造了一种定义在空间三角剖分网格上的四次ＧＣ＇插值曲面格式．     

基于散乱点云数据的曲面重构方法

散乱点云的三维重构有广阔的应用前景,通用高效的重构算法是研究重点之一,目前大多采用三角面片重构,与通用CAD/CAM系统中的四边域重构不兼容。本文提出一种在三角域上对散乱点云数据进行NURBS曲面重构的方法,结合了三角面片重构的灵活性与NURBS曲面重构的通用性。首先对测量点     

粒视角下彩色图像分割方法

为解决内容驱动的彩色图像分割问题,结合形态学跳连通算子和谱图聚类技术建立基于粒的分割方法．在粒计算的框架下,采用彩色图像的连通性算子构造图像分割问题的基本粒．在估计基本粒尺度的基础上,利用曲面正交多项式拟合技术进行基本粒规则化．通过谱图聚类算法融合各个基本粒,实现粒视角下彩色图像的分割．模拟实验验证了本文所提方法的有效性,面向粒的分割技术在消除边界块效应和降低计算复杂度方面优于基于规则分块和面向像素的分割方法．     

基于四边形网格的新细分算法的研究

采用重复平均的方法对细分曲面进行平滑细分,提出一种基于四边形网格的新细分算法．该算法每细分一次四边形网格,其数目增加为原来的两倍,所以此细分算法具有网格几何操作简单,所得网格数据量增长相对缓慢的优点,应用广泛,更适合3D信号网络传输等应用领域,并且生成曲面在规则点具有C^2连续性,在非规则点具有C^1连续性．     

细分方法中对显著扭曲面片的校正处理

细分方法是一种从离散控制顶点集合生成曲线曲面的有效方法.经典细分方法如Doo-Sabin细分方法,Catmull细分方法,Loop细分方法等都具有便捷高效的优点而被广泛使用.这些方法对比较规则的初始网格能给出很好的细分结果,但在处理一些含有显著扭曲面片的不规则网格时得到的往往不是期望的结果.本文针对网格含有显著扭曲面片的情况,提出了一种保形性较好的面片扭曲校正方法,使得经典Doo-Sabin细分方法在处理网格中的显著扭曲面片时能够得到很好的结果.     

基于区域分割的自适应Loop细分算法

提出一种基于Loop细分算法的自适应算法.该算法主要是通过对离散点曲率的分析,将控制网格划分成相连的多个区域,并对各个区域进行局部细分,以达到整体优化的效果.同时针对区域划分所产生的边界裂缝,提出一种新的算法来消除裂缝.实例表明,该算法能用较少的面片数获得理想光滑的曲面,从而提高了模型渲染速度.     

Continuity of non-uniform recursive subdivision surfaces

Since Doo-Sabin and Catmull-Clark surfaces were proposed in 1978, eigenstructure, convergence and continuity analyses of stationary subdivision have been performed very well, but it has been very difficult to prove the convergence and continuity of non-uniform recursive subdivision surfaces (NURSSes, for short) of arbitrary topology. In fact, so far a problem whether or not there exists the limit surface as well as G1 continuity of a non-uniform Catmull-Clark subdivision has not been solved yet. Here the concept of equivalent knot spacing is introduced. A new technique for eigenanaly-sis, convergence and continuity analyses of non-uniform Catmull-Clark surfaces is proposed such that the convergence and G1 continuity of NURSSes at extraordinary points are proved. In addition, slightly improved rules for NURSSes are developed. This offers us one more alternative for modeling free-form surfaces of arbitrary topologies with geometric features such as cusps, sharp edges, creases and darts, while elsewhere ma     

曲面造型研究

阐述了曲面造型的发展史，分析了其现状、发展趋势及研究热点，指出了曲面造型技术的研究领域已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面等距性；在曲面的表示方法上，以网格细分为特征的离散造型优于传统的连续造型．     

Improved Butterfly Subdivision Scheme for Meshes with Arbitrary Topology

Based on the butterfly subdivision scheme and the modified butterfly subdivision scheme, an improved butterfly subdivision scheme is proposed. The scheme uses a small stencil of six points to calculate new inserting vertex, 2n new vertices are inserted in the 2n triangle faces in each recursion, and the n old vertices are kept, special treatment is given to the boundary, achieving higher smoothness while using small stencils is realized. With the proposed scheme, the number of triangle faces increases only by a factor of 3 in each refinement step. Compared with the butterfly subdivision scheme and the modified butterfly subdivision scheme, the size of triangle faces changes more gradually, which allows one to have greater control over the resolution of a refined mesh.     

表面细分理论的研究

表面细分技术是一种实现可伸缩几何的重要方法。为了能适应不同性能的硬件平台 ,该技术能有效地控制渲染时模型中多边形数量 ,对于提高三维应用系统的实时性能具有十分重大的意义 表面细分就是一种利用多边形模型来描述一个表面的方法 本文详细地分析了表面细分算法的机理     

复杂自由曲面的分片规划

针对模具自由曲面研抛效率低下的问题,根据计算机图形信息和NURBS曲面构造特点,提出了基于曲率的与模糊C中值法相结合的自由曲面分片规划算法。该算法将自由曲面分成若干曲面片,并将几何信息和加工工艺信息相似的曲面片分类归族,即聚类曲面片族。利用分片算法进行的仿真和实验结果表明:此分片算法能够实现自由曲面的分片,按聚类曲面片族进行研抛可提高加工效率。     

四点细分法极限曲线与控制多边形的距离估计

四点插值细分法已广泛应用于几何造型及其相关领域。通过估计若干次细分后的点与控制多边形之间距离及细分后控制多边形的边长,推导了四点插值细分法的极限曲线与其初始控制多边形之间的距离上界。理论分析和计算实例表明,该距离上界优于已有的距离上界。     

基于MATLAB的电容层析成像系统一种剖分方法的实现

电容层析成像是监测两相流动的一种新技术.它可重建两相流在其流经管道横截面上的相分布图像,而重建图像的先决条件是需获得成像系统的灵敏场分布.有限元仿真技术可以较为精确地获得在特定介质分布下的灵敏场分布,并且由于工作主要由计算机完成,数据的后期处理等都大为简化.有限元仿真技术的首要任务,是对场域进行合理的剖分.介绍了基于MATLAB的一种剖分方法的实现.在此剖分方法下,实现了电容层析成像系统的灵敏场分布的计算.