基于MC思想的布尔操作研究*

为了提高布尔运算的执行效率及系统的鲁棒性,提出一种基于细胞元模型的布尔运算算法。该算法利用MC思想为每个特征实体的三角片建立cube,用最值空间和交互的充分性原理来快速检测发生相交的三角片,并根据每个cube顶点的颜色来判断三角片的内外关系、所属关系以及三角片的剖分方式,最后生成新的特征实体。该算法不仅提高了布尔运算的速度和性能,还避免了以往算法中出现孔洞的缺陷。实验表明,该算法具有更强的适应性和实用性。     

三维网格模型的布尔运算方法

提出了一种基于三维网格模型的布尔运算方法。首先通过基于方向包围盒（OBB）层次包围盒树的碰撞检测算法,得到实体的相交三角形对;接下来求出两相交三角形之间的交线,建立与三角形的交线拓扑关系;通过分类处理三种交线类型来对相交三角形进行区域划分,得到一系列多边形,并对多边形进行三角剖分形成结果区域;最后根据体的包含关系构建关系邻接表,判断多边形区域的相对于其他实体的内外关系并通过网格模型的拓扑关系,定位表面三角网格区域;同时根据交、并、差等布尔操作,对结果区域进行取舍,得到最终结果。实验结果表明相交部分的岩性与实体的岩性相吻合,验证了该算法的正确性以及可行性。     

基于“内点”识别的多边形布尔运算

在多边形内、外侧边界识别的基础上，充分利用多边形本身是一个整体的事实，我们提出了一种基于“内点”(多边形内的点)识别的布尔运算算法，简化了布尔运算的复杂性，从根本上解决了由于多边形问可能存在重合点、重合线而造成的布尔运算不稳定问题。     

采样点模型的布尔运算

提出了一种快速而鲁棒的点模型布尔运算算法.在进行布尔运算之前,首先将点模型中的每个点表示成具有一定半径的面元,并确定它相对于另一个模型表面的内、外及相交关系;然后对相交面元进行全局误差控制下的自适应加密重采样,以求取交线;为了加速面元的内、外及相交关系的检测,对每个模型建立层次结构k-d树.实验结果表明,该方法对于具有不同分辨率以及采样不均匀的点模型也能进行稳定可靠的布尔运算.     

基于原始面命名的相交特征快速判别方法

针对特征技术研究和应用中的特征相交问题,提出了一种判别特征是否相交的方法。该方法基于特征原始面命名机制,以几何模型中的拓扑边为核心,通过检查拓扑边的两个相邻面的名称属性的构成特点,并结合几何模型中的拓扑边与特征体中相应原始面之间以及不同特征体的原始面之间的拓扑关系实现特征相交关系的判断。该方法不但能够正确地判别出相交特征,而且通过一系列的原始面名查找来代替在特征体间作布尔运算进行相交特征判别,从而有效提高了判别速度。     

部件轮廓汉字的自动生成

本文提出运用图形学中布尔运算的方法对笔划汉字进行自动处理而生成部件轮廓汉字，并对传统的布尔运算中的重合线段的跟踪、特殊交点的处理进行有效的改进。     

三维网格模型的稳定布尔运算算法

给出一种稳定、高效的三维网格模型的布尔运算算法。该算法首先,基于网格模型原始的拓扑关系,结合层次包围盒相交检测实现网格模型相交区域快速定位;然后,采用改进的空间三角形求交算法求解离散交线段数据,并对单个三角形重新进行Delaunay三角剖分;最后,通过建立交线段与相交三角形间的拓扑关系对交线快速跟踪提取,通过局部区域快速分类组合,实现三角网格模型的精确布尔运算。该算法能有效地处理各种特殊情况且运行稳定;程序实现简单,实例证明符合工程需求。     

多面体布尔运算的一种局部化方法

实体造型系统可以在建筑学、机器人学、机械CAD/CAM等许多领域得到广泛应用.在实体造型系统中,布尔运算算法起着十分重要的作用.本文给出的算法能减少布尔运算中大多数多余的运算以提高其效率.该算法采用了一种称之为“空间划分”的技术来找出大多数不可能相交的面,从而提高了布尔运算的效率.     

基于面元表示的点模型布尔运算的研究

为实现离散点模型的布尔运算,提出一种采用表面面元表示的点模型布尔运算算法.通过构造KD树实现了邻域的快速搜索,在此基础上,进行面元的内外相交测试提高了内外判别的准确性.布尔运算的结果采用面元方法进行快速绘制.实验表明,该算法运算简单快速,有效地进行点模型的布尔运算.     

地形实时绘制中的视区裁剪算法

提出一种地形实时绘制中的视区裁剪算法。算法定义节点的动态包围盒为从视点到节点的包围圆锥 ,采用基于视角的计算方法判断各节点与视区的相互位置关系。在处理与视区相交节点时 ,通过区域中特定点的位置及其误差投影信息 ,减少与视区相交节点的分解合并操作及误差投影计算。实验证明 ,算法可以准确判断地形模型中节点与视区的相互位置关系 ,有效避免了大量无意义的操作和计算 ,提高了地形实时绘制的速度。     

判别线面相交及面面相交可见性的假想墙法

针对判别直线与平面相交及平面与平面相交的可见性提出了一种假想墙的方法。 在直线与平面相交问题中探讨了 3 种典型的情况：一般位置直线与特殊位置平面相交、一般位 置直线与一般位置平面相交、特殊位置直线与一般位置平面相交;在平面与平面相交的问题中 探讨了 3 种典型的情况：特殊位置平面与特殊位置平面相交、一般位置平面与特殊位置平面相 交、一般位置平面与一般位置平面相交。通过假想墙方法,可快速准确地判断直线与平面相交 及平面与平面相交的可见性,为机械制图课程相关内容的学习及教学提供一些参考。     

一般点模型的交互式布尔运算

提出了一个适用于一般点模型的交互式布尔运算算法,此算法由4个步骤组成．首先将点模型表示为自适应的三色八叉树,然后利用自适应八叉树结构加速内外测试．对于局部采样密度不一致的相交区域或曲率太大容易导致较大求交误差的地方,实行了自适应细分加密采样;重采样相交的部分以获得更精确的求交结果．与已有的点模型布尔运算方法相比,该算法适用于一般的实测点云数据,包括少量噪声的点模型、非均匀采样以及不同分辨率点模型之间的交互式布尔运算。     

二维布尔运算中的奇异问题

图形布尔运算的关键是如何处理点、线重合等的奇异情况,详尽列举了布尔运算过程中的各种奇异情况,用一种重叠的思想来描述奇异状态的来源,分析了在各种情况下的交点取舍方法和特征值计算方法,同时提出一种奇异处理算法,使其能够对各种奇异情况进行正确处理,从而提高了二维布尔运算算法的鲁棒性.算法在实验室的自主CAD软件上进行了实现,并进行了大量实验,在重边、重点等多种复杂的情况下均能产生正确结果.     

基于圆柱体轴向包围盒检测的巷道相交建模

针对岩土工程中三维巷道相交建模复杂、运算时间长的问题,根据巷道的几何特性,提出了一种圆柱体-轴向包围盒的双层包围盒检测方法。该方法能够快速查找出可能相交的三角形单元,结合三维实体布尔运算实现了一种不规则三角形网(TIN)巷道曲面相交的快速构建方法。详细讲述了圆柱体-轴向包围盒(AABB)双层包围盒碰撞检测的基本原理以及实体相交布尔运算中的关键技术,对生成的实体网格提出优化方案。通过工程实例验证,在巷道曲面相交建模中,相比于层次有向包围盒(OBB)算法,圆柱体-AABB双层包围盒在包围盒生成方面效率提高近50%,具有建模简单、检测时间短、顶层检测准确度高等特点。     

微机二维图形布尔运算的软件开发及其应用

本文提出了二维图形的理想数据结构，从而简化了布尔运算，提高了其运算效率，并把布尔运算模块嵌入到ＣＡＤ系统中。在此基础上．我们开发了微机注塑模ＣＡＤ绘图软件，使模具装配用设计得到了很好的解决，从而提高了模具设计的质量和效率。     

基于OBB树层次关系的相交体特征计算

针对不同复杂情况的网格模型在运动过程中发生的接触问题，提出了一个有效、准确的相交体特征计算算法，这里的特征包括相交三角形求交线，相交体求轮廓线，相交体求轮廓体。该算法以OBB（Oriented Bounding Boxes）树的数据结构为基础，借助AABB（Axis-Aligned Bounding Boxes）包围盒，通过分析线段、三角面、包围盒的位置关系情况，得到了相交线段、相交三角面以及包围三角面，并在此基础上计算出相应的相交体特征。该算法在CAD模型分割、建造、几何特征提取、生产车间以及机器人运动轨迹规划等方面都有很高的应用价值。     

判别平面上两个椭圆位置关系的代数条件

在计算机动画、计算机图形学、计算机辅助设计、机器人等领域中，经常需要检测多个实体间的位置关系．基于广义特征多项式的方法，给出判断平面上任意两个椭圆所有位置关系(分离、外切、相交、内切、内含等)的代数条件．这些代数条件表示为由两椭圆确定的广义特征多项式的根的分布情况．该判别方法简单、实用．     

相交多边形轮廓线的获取

提出获取相关多边形轮廓线的一种算法，利用线段求交法求取相交多边形交点，利用 对位置判断交点处轮廓走向。该算法适用于任意多边形。     

一种三维颅骨表面标志点平滑移动的方法

在计算机辅助颅像重合研究中，需要在三维颅骨表面的特征位置处做标志，并且在三维空间中需要对标志点进行交互操作，其中在颅骨表面移动标志点是比较复杂的操作，针对这一问题，本文提出了一种基于平面相交的移动标志点方法，经实验表明，该方法能够高效地移动三维标志点，达到理想的效果。     

一种基于特征几何元素永久命名的快速相交特征检查与判别方法及其应用

相交特征的检查与判别是特征造型领域的一个重要问题,通常的方法是通过在特征体间作布尔运算进行相交特征的检查与判别,但这种方法存在复杂、耗时的缺点,为避免大量的求交运算,提高相交特征检查与判别的效率,文中提出了一种新的相交特征的检查与判别方法,该方法以一系列的面标号查找代替了特征之间的求交运算,从而有效地提高了相交特征的检查速度。