基于特征包围盒模型的装配诱导信息自适应显示方法

为在屏幕上合适的位置、以合适的视角显示三维装配诱导信息,提高诱导信息的信息量和立体感,提出一种基于零部件CAD特征包围盒模型的装配诱导信息自适应显示方法,包括屏幕显示区域自适应选择算法和最优视点选择算法.在屏幕显示区域自适应选择算法中,首先将屏幕区域划分成栅格,然后计算CAD特征包围盒顶点的屏幕坐标,并判断各屏幕栅格是否被包围盒占用,最终将屏幕上未被包围盒占用的最大连通区域作为屏幕非焦点区域,用于显示诱导信息.在最优视点选择算法中,利用CAD特征包围盒模型提出了一种综合考虑视图投影面积和立体特性的视点信息度量算子.实验结果表明,文中方法能够实现三维装配诱导场景屏幕显示区域及视点的在线选择,具有一定的智能性和通用性.     

虚拟环境中碰撞检测问题的研究

本文以虚拟手术仿真为应用背景 ,着重论述了一个基于固定方向凸包包围盒层次的碰撞检测方法。固定方向凸包是一种特殊类型的凸包 ,它的所有面方向都来自一个固定的方向集合 ,它克服了以往包围盒类型的缺点 ,在紧密性和简单性之间达到了一定的折衷。本文在充分研究了固定方向凸包的固有特性的基础上 ,开发并证明了它适用于复杂环境中软体碰撞检测的性质 ,并着重解决了包围盒间的相交测试、对象运动后包围盒的更新、对象变形后包围盒树的更新等问题。文中提出并证明了一种快速区间测试法以解决两个固定方向凸包包围盒间的相交测试问题 ,通过查…     

多轮廓线的三维形体重构技术研究与实现

实际应用中,三维重构经常面对的不是直接的体数据信息,而是一序列的二维轮廓线数据,因此基于轮廓线的三维重构研究有着极其重要的实用价值。在多轮廓线的三维形体重构中,轮廓对应、轮廓拼接、分叉处理和末端轮廓线的封闭处理等是其关键技术。提出了三维重构中每一个实现步骤具体的解决方案。针对轮廓线绕向问题提出了夹角和检测法,有效避免了轮廓多边形的绕向误判;对轮廓线一对多分叉问题提出了按周长比率解决问题的思路;在末端轮廓线的三角剖分算法中提出了最大张角三角形方法,减少了三角剖分的计算量,达到了在各种形态轮廓线条件下能够实现正确的拼接。实现结果表明,轮廓线拼接过程中每个步骤的解决方法是正确有效的,相较于其他实现方法通用性更强。     

基于包围盒与碰撞的模型填充算法研究

为了将任意模型使用球体进行密实填充,提出了一种基于包围盒与碰撞的模型填充算法.该算法首先生成模型的轴对称包围盒;其次在包围盒内产生任意数量球体并进行刚体碰撞,碰撞后的球体将会在包围盒的范围内均匀分布;最后采用判断法线方向算法筛选出模型内部的球体并保留至最终结果.通过实例证明,该算法能够根据输入的球体填充数量及孔隙率快速...     

基于包围盒编码的三维线段裁剪新算法

提出一种新型包围盒，该包围盒由12个45。面组成，且包容原裁剪窗体，则落在包围盒外的线段必然在裁剪窗体之外；同时引入三维到二维投影，进行二次编码舍弃窗外线段；最后通过基于包围盒编码分区的几何变换完成裁剪过程．常规包围盒一次编码、新型包围盒二次编码、基于编码分区的几何变换求交这三个步骤构成了基于包围盒编码的三维线段裁剪新算法，实验结果表明，文中算法提高了裁剪效率并具有很好的稳定性。     

基于层次包围盒的碰撞检测算法研究

比较基于包围盒的碰撞检测算法中的包围球法、轴向包围盒法、方向包围盒法、离散方向多面体法、固定方向凸包(FDH),分析结果表明:包围盒的简单性和其包裹对象的紧密性是一对矛盾,如何更好的兼顾简单性和紧密性成为关键.     

实时碰撞检测算法的探讨与研究

本文对碰撞检测算法的分类进行了阐述,并比较了按层次包围盒法分类的包围盒AABB、包围球、方向包围盒OBB、固定方向凸包的包围盒FDH、时空包围盒检测算法（STBB）的构造难度高低,存储量大小和相交测试复杂度高低等方面。同时,也对空间分割法下的各类算法进行了分析。最后介绍了两种新趋势下的混合碰撞检测法进行了归纳研究,并总结了算法的优劣和新的方向。     

模拟退火遗传算法的轮廓线拼接研究

基于断层数据的三维重构是三维数据场可视化技术的主要研究内容,重构物体的三维模型也是分析、仿真的前提.应用模拟退火遗传算法设计和实现了三维物体表面重建算法.通过在遗传算法中融人退火处理操作,提高了种群的多样性,避免了遗传算法中存在的早熟收敛问题,有效地增强了算法的全局寻优能力.此外,提出了一种基于边的最小交叉多边形算法,提高了交叉操作效率.根据轮廓线拼接问题的特点,设计了针对性强的交叉、变异操作.实验结果表明,算法有效地提高了传统的全局法轮廓线拼接算法的效率.     

虚拟手术中基于可变方向凸包的碰撞检测算法

为了实现机器人辅助虚拟手术中快速精确的碰撞检测,提出了基于可变方向凸包的层次包围盒碰撞检测算法。在虚拟场景中,手术器械末端运动复杂多变且软体组织持续形变,分析器械和软组织的作用形式,根据器械运动学参数,预测软组织的变形,将其与固定方向凸包检测方法相结合,通过改变方向向量集合,提高包围盒树的紧密性,进而减少相交测试的次数,加速碰撞检测。仿真实验证明了可变方向凸包的碰撞检测算法可以实现精确的碰撞检测;与固定方向凸包算法相比在快速碰撞检测方面具有优越性,当软组织包含的面片数目越多时,快速性优势越显著。     

从二维视图到三维几何模型转换中视图的包围盒分离法

提出一种从二维视图到三维几何模型转换中视图的包围盒分离方法，通过考察图纸中图元的包围盒之间的相交情况进行视圈分离。与现有的视图分离方法相比，充分利用了转换中所需要的数据结构，与视图的边界曲线状况无关。利用基本视图之间的投影关系进行视图识别。给出一种面向二维视图到三维几何模型转换的数据结构和3个视图分离识别的例子。     

寻求简单多边形凸壳的线性时间算法

本文提出在线性时间内构造简单多边形顶点凸壳的两种算法。第一个算法的基本思想是利用一种技巧对多边形顶点进行筛选，使剩余顶点的角的大小排成递增序，然后用Graham扫描方法删去非凸壳顶点，最后得到多边形凸壳的顶点序列.第二个算法不断删去多边形的凹点及新产生的 凹点，最后得到凸壳顶点序列。这两种算法简单，易于实现，时间复杂性都是O（n)。     

平面点集凸壳的快速算法

提出一种计算平面点集凸壳的快速算法。利用极值点划分出四个矩形,它们包含了所有凸壳顶点,通过对矩形中的点进行扫描,排除明显不是凸壳顶点的点,剩余的点构成一个简单多边形。再利用极点顺序法判断多边形顶点的凹凸性并删除所出现的凹顶点,最终得到一个凸多边形即为点集的凸壳。整个算法简洁明了,避免了乘法运算（除最坏情况外）,从而节省计算时间。     

确定平面直线图完全单调链集的算法

本文提出求平面直线图完全单调链集的一种算法。基本思想是,先求平面直线图Ｇ的顶点集的凸壳及其直径,然后求各顶点在直径上垂直投影点,并按投影点的ｘ（或ｙ）坐 标排序Ｇ的顶点,最后按一定规则找出完全单调链集。     

Finding the convex hull of a simple polygon

We describe a new algorithm for finding the convex hull of any simple polygon specified by a sequence of m vertices.An earlier convex hull finder of ours is limited to polygons which remain simple (i.e., nonselfintersecting) when locally non-convex vertices are removed. In this paper we amend our earlier algorithm so that it finds with complexity O(m) the convex hull of any simple polygon, while retaining much of the simplicity of the earlier algorithm.     

求两个相交凸多边形并的凸包及交的算法

凸多边形交、并求解的难点在于如何维护结果多边形的顶点序列。利用坐标的极值将凸多边形分成几个段,利用凸壳顶点有序性,分段计算凸壳顶点而得到凸壳。两个相交的凸多边形P和Q,求P和Q并的凸壳通过计算它的4个单调段来进行。每个单调段的点是否是凸壳上的点只与2个凸多边形中的同一类型的单调段有关。该算法充分地利用了凸多边形顶点的有序性,使算法的时间复杂度达到最小。     

求平面多边形集凸壳的方法

提出一种计算平面多边形集凸壳的快速算法。将多边形集的凸壳根据极值点划分为右上、左上、左下、右下四段,同时对集合中多边形利用其极值点提取右上、左上、左下、右下四个点列段,凸壳的每一段仅受多边形同一类点列段的影响。根据多边形集合的极值点确定四个矩形区域对四类点列段进行筛选,再按给定规则在矩形区域中进行初始找点,可求出四段凸壳初始点列,它们按顺序可确定一平面多边形,求出到此多边形的凸壳即为所求多边形集的凸壳。算法通过分段、分类、筛选等措施提高了计算效率,并且易于实现,其时间复杂度为O（N）。     

基于凹凸顶点判定的简单多边形Delaunay三角剖分

提出一种基于凹凸顶点判定的简单多边形Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分算法。该算法首先求出简单多边形的凹凸顶点,然后,逐次割去一个权值最大的三角形构造三角形网络,修改多边形顶点链表,并重新计算受影响的顶点的凹凸性。重复这个过程,直到边界顶点链表空为止。     

A counterexample to an algorithm for computing monotone hulls of simple polygons

A two-stage algorithm was recently proposed by Sklansky (1982) for computing the convex hull of a simple polygon P. The first step is intended to compute a simple polygon $\text{P}{}^1$ which is monotonic in both the x and y directions and which contains the convex hull vertices of P. The second step applies a very simple convex hull algorithm on $\text{P}{}^1$. In this note we show that the first step does not always work correctly and can even yield non-simple polygons, invalidating the use of the second step. It is also shown that the first step can discard convex hull vertices thus invalidating the use of any convex hull algorithm in the second step.     

An Efficient Adaptive Algorithm for Constructing the Convex Differences Tree of a Simple Polygon

The convex differences tree (CDT) representation of a simple polygon is useful in computer graphics, computer vision, computer aided design and robotics. The root of the tree contains the convex hull of the polygon and there is a child node recursively representing every connectivity component of the set difference between the convex hull and the polygon. We give an O(n log K + K log² n) time algorithm for constructing the CDT, where n is the number of polygon vertices and K is the number of nodes in the CDT. The algorithm is adaptive to a complexity measure defined on its output while still being worst case efficient. For simply shaped polygons, where K is a constant, the algorithm is linear. In the worst case K = O(n) and the complexity is O(n log² n). We also give an O(n log n) algorithm which is an application of the recently introduced compact interval tree data structure.     

基于形状特征的可避免自交的平面多边形变形

给出了平面简单多边形的一种基于形状特征的可避免自交的变形方法。该方法将初始和目标多边形分别嵌入到以其放大的凸包边界为边界的同构平面三角网格中,通过采用对所嵌入的同构网格进行变形的方法,实现了平面多边形的变形。与已有的Surazhsky和Gotsman的方法相比,该方法考虑了初始和目标多边形的几何轮廓及其差异性,故变形过程更加自然,而且在网格剖分时使用了更少的额外顶点,因而提高了算法速度。