基于投影法的隐式曲面多边形化

绘制多边形可借助图形系统的硬件来实现,因此,隐式曲面的多边形化是隐式曲面绘制的主要方法,文中提出了基于投影法的隐式曲面多边形化的方法,先在平面进行网格划分,再把平面上所有多边形面片映射到隐式曲面上,该方法对隐式曲面上有全部投影,部分投影和没有投影的多边形面片分别进行了讨论,该方法也适用于绘制隐式载剪曲面。     

基于GPU和区间分析的隐式曲面绘制和网格化

为了通过并行化技术提高隐式曲面绘制和网格化的速度,提出一种基于GPU并行计算架构的区间分析方法来网格化和绘制隐式曲面.首先按照给定的绘制分辨率将绘制空间离散成体素表示,充分利用GPU的并行计算能力,采取区间分析方法并行计算隐函数在所有体素上的取值区间,从而确定出包含隐函数零等值面的特征体素;进一步,抽取特征体素的外表面对其进行拓扑校正,确保得到的网格是二维流形;然后使用Laplace操作对这个网格进行光滑处理,得到隐式曲面的网格表示.大量实验结果表明,隐式曲面的网格化和绘制时间一般小于0.1 s,达到了实时化的水平.     

细分曲面求交裁剪算法研究

基于细分曲面的参数化表示,研究了细分曲面的精确求交、裁剪算法。首先对控制网格建立局部坐标系,将细分曲面表示为一系列小的面片,并对每个控制顶点赋予参数值。然后用改进的轮廓删除法细分控制网格,在关联曲面间进行相交性检测,得到近似交点及其参数值,再用迭代法求得精确解。根据用户指定的裁剪区域确定交线的走向,将被裁剪曲面的控制网格面分为保留面、裁剪面和删除面,设置每个裁剪面的裁剪域,从而实现细分曲面的精确裁剪。算例表明,该文的方法简单、有效。     

边界保持的隐式曲面三角化方法

隐式曲面三角化是隐式曲面绘制的常用算法.对于开区域上散乱点数据重建的隐式曲面,常用的隐式曲面三角化方法得到网格模型不能很好地保持散乱点数据的边界.针对该问题,提出了一种边界保持的隐式曲面三角化方法.根据散乱点数据的空间分布,控制等值面的抽取范围,实现了边界保持.实验结果表明,该算法能够产生和散乱点数据边界一致的三角网格.     

运用多项式曲线在多项式曲面上裁剪Bézier曲面

在多项式曲面的定义域上,以两多项式曲线及两直线段围成的简单区域作为裁剪区域,运用参数变换将该区域变换到标准正方形区域,以多项式开花为工具,将裁剪区域对应的子曲面片表示成Bézier曲面形式。对于参数平面上的复杂裁剪区域,则分割为若干简单区域来进行。该裁剪算法能处理形状较为复杂的曲面裁剪,方法对任意多项式曲面适用,而且能推广到有理情况。     

隐式曲面的多分辨率法向网格逼近

法向网格是一种新型的曲面多分辨率描述方式，其中每个层次都可以表示为其前一个粗糙层次的法向偏移．文中提出一种基于法向网格表示的隐式曲面多分辨率网格逼近算法．首先通过基于空间剖分技术的多边形化算法获得隐式曲面的粗糙逼近网格，并利用网格均衡化方法对粗糙网格进行优化，消除其中的狭长三角形；然后利用法向细分规则迭代地对网格中的三角面片进行细分，并利用区间算术技术沿法向方向对隐式曲面进行逼近．最终生成的隐式曲面分片线性逼近网格为法向网格．该逼近网格为隐式曲面提供了一种多分辨率表示，网格具有细分连通性，其数据量较传统的多边形化算法所生成的网格有大幅度的压缩．该算法可用于隐式曲面的多级绘制、累进传输及相关数字几何处理．     

一种基于矩形网格加速的曲面裁剪算法

在地质模型中.曲面一般用三角网格来表示.在三维地质建模过程中经常需要对曲面进行裁剪操作,本文描述了一种网格曲面裁剪算法.它是将传统裁剪算法中的曲面三角网格和三角网格求交简化为曲面三角网格和矩形网格求交,由于矩形网格的数据结构简单.查找和定位方便(可以直接根据坐标值定位到所位于的矩形网格单元),算法简练,较大的提高了计算速度.     

NURBS裁剪曲面绘制方法

根据NURBS曲面在u,v参数域的偏导数动态地把NURBS曲面细分成一些四边形区域,然后用双三次Bézier曲面实现这些四边形的C1连续的逼近。完成裁剪曲面绘制这个过程需要由GPU(Graphic Processing Unit)执行两遍。第一遍先由几何着色器实现裁剪曲面的三角化,再由像素着色器生成裁剪纹理。在此基础上执行第二遍,由几何着色器实现双三次Bézier面片的镶嵌,然后由像素着色器根据裁剪纹理绘制出裁剪后的NURBS曲面。采用GPU实现NURBS裁剪曲面的绘制,把大部分的计算从CPU迁移到了GPU。     

基于网格优化的隐式曲面自适应多边形化

隐式曲面多边形化是隐式曲面绘制的一种常用算法.基于网格优化的隐式曲面快速自适应多边形化算法,首先用多边形化算法生成一个粗糙的初始网格,再利用网格优化方法从网格顶点位置、规则性和网格法向三个方面对粗糙网格进行调整,最后根据网格的局部曲率用多边形细分策略细分优化后的网格.实验结果表明,该算法在网格生成速度和网格规则性上都胜于Marching Cubes的多边形化算法,恢复的隐式曲面能较好地反映形状特征.     

基于网格优化的隐式曲面自适应多边形化

隐式曲面多边形化是隐式曲面绘制的一种常用算法.基于网格优化的隐式曲面快速自适应多边形化算法,首先用多边形化算法生成一个粗糙的初始网格,再利用网格优化方法从网格顶点位置、规则性和网格法向三个方面对粗糙网格进行调整,最后根据网格的局部曲率用多边形细分策略细分优化后的网格.实验结果表明,该算法在网格生成速度和网格规则性上都胜于Marching Cubes的多边形化算法,恢复的隐式曲面能较好地反映形状特征.     

裁剪面的一类参数变换

给出了一类可以保持几何与拓扑信息一致性的裁剪面的参数变换定理及其算法。首先,确定了参数变换对裁剪面表示信息的影响。然后,根据参数变换后几何与拓扑信息的一致性要求,给出了对裁剪面表示信息进行调整的方法。最后,通过建立参数变换的关系,以裁剪球面为例阐述了这类参数变换的具体实现方法。     

多裁剪自由曲面生成有限元网格的实现

论述了多裁剪自由曲面生成有限元曲面网格的几个关键技术.采用了推进波前法生成曲面网格,给出了核心算法;在曲面算法中运用了介于参数法与直接法之间的新方法.针对求解曲面上最优点的参数域反算问题,引入了切矢逆求方法,可使迭代次数大为降低.测试表明,该算法快速、稳定.对大型的多裁剪自由曲面生成的曲面有限元网格,可直接用于有限元计算.     

一种裁剪参数曲面的有限元网格剖分方法

在板料冲压成形模拟分析中,从CAD系统输入的模具的曲面模型包含大量的裁剪参数曲面,曲面之间的相邻关系复杂,针对这种曲面模型的特点,提出了一种裁剪参数曲面的有限元网格剖分方法,单个裁剪参数曲面采用非约束边界的等参数映射法,各个裁剪参数曲面各自独立地网格剖分产生了网格单元后,再将各个裁剪参数曲面的网格单元合并为单元相容,即单元间无裂缝和覆盖的网格模型,这种方法适合于需要大量裁剪参数曲面拼合的复杂曲面模型,如汽车覆盖件模型的网格剖分。     

SHELL ADAPTIVE TRIANGULATION OF TRIMMED NURBS SURFACE

ＳＨＥＬＬＡＤＡＰＴＩＶＥＴＲＩＡＮＧＵＬＡＴＩＯＮＯＦＴＲＩＭＭＥＤＮＵＲＢＳＳＵＲＦＡＣＥＷａｎｇＨｕｉｃｈｅｎｇＺｈａｎｇＸｉｎｆａｎｇＺｈｏｕＪｉＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｒｉａｎｇｕｌａ...     

基于拓扑信息的多张裁剪曲面缝合算法

曲面缝合是曲面造型过程中常用到的处理技术,即把由多张裁剪曲面表示的模型转换成一个“不漏水”的模型。曲面缝合主要采用先离散后缝合的方法,但离散精度难以控制．提出一种多张裁剪曲面缝合算法,根据被缝合曲面的几何信息建立与其相缝合的邻接曲面信息,利用邻接曲面信息寻找其邻接边界;然后由邻接边界计算边界曲线的匹配参数,建立曲面的拓扑信息;最后根据曲面之间的拓扑信息对曲面进行缝合处理．通过实例对文中算法进行验证,结果显示该算法缝合效果良好。     

Feature-based decomposition of trimmed surface

A trimmed surface is usually represented by a parametric surface and a set of trimming curves. Because of the complexity in manipulating trimmed surfaces, many CAD processes and algorithms cannot be applied to trimmed surfaces directly. It is thus desirable to represent a trimmed surface by a group of regular surfaces. In this paper, an algorithm for decomposing a trimmed surface is presented. First, bisectors of the Voronoï diagram developed in the parametric space are used to define an isolated region for every trimming curve. Feature points on the trimming curves are extracted by considering curvatures of the curves. Correspondence between feature points and vertices on the bisectors are established by considering the similarity between the trimming curves and the bisectors. Regions of parametric patches are then identified. Finally, a group of regular surfaces are constructed by interpolating a set of sampled surface points on each of the identified regions.     

Trimming of free-form objects for a B-Rep solid modeller

This paper describes a technique for trimming solid objects in a B-Rep solid modelling system. A B-Rep scheme based on the split-edge structure, which is suitable for the representation of trimmed surfaces, is first discussed. Algorithms for graph traversal, graph merging and graph splitting are then given in detail. Based on this B-Rep scheme, a technique for trimming objects is developed. The trimming process involves the evaluation of surface intersections, graph cutting along intersections and merging of appropriate graphs to obtain the required trimmed objects.     

Trimmed Surface Triangulation for Aircraft RCS Computation

1 Introduction Radar cross section(RCS)is one of the main parameters that estimate the stealth performance of aircraft. The theory of RCS is based on the scattered field created by the model subject to electromagnetic scattering, and the estimation is made through applying various kinds of computing method and technology to compute the RCS of the model under the circumstances [1]. There are two approaches to analyze RCS at present, one is testing the real model; the other is computing wit…     

Implicit curves and surfaces in CAGD

The role of implicit curves and surfaces in computer-aided geometric design (CAGD) are described. The ways in which the study of implicit algebraic curves and surfaces draws on algebraic geometry are reviewed. The implicitization of parametric curves and surfaces, parameterization of implicits, and techniques used to circumvent conversions between implicit and parametric representations are discussed