交互式轮廓线骨架的提取

为精确抽取自由绘制的二维轮廓线骨架,提出了一种新的自适应骨架提取方法.将用户绘制的轮廓线,采用离散曲率约束,自适应调整步长,提取样点,进行最小二乘法实现样条曲线拟合,有效地突出了曲线形状特征;依据曲线模型的特征点,改进约束化三角剖分方法,高效地重建三角网格的拓扑结构;基于Voronoi图优化提取轮廓线骨架.实验结果表明了该算法的高效性和鲁棒性.     

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.     

基于骨架的断层间复杂轮廓线的三角片曲面重构

提出了一个基于轮廓线骨架点的三角片曲面重构的算法,首先对散乱骨架点进行拓扑连接,得到一个由骨架点构成的多边形,然后分析骨架多边形得到所需的特征骨架点,进而得到断层间轮廓线的相似特征部分,把断层间轮廓线分割为相对应的简单曲线段,最后,重构的曲面由这些分段重构的子曲面拼接而成。     

结构光视觉三维点云逐层三角网格化算法

针对结构光视觉恢复的大规模三维点云的可投影特点,提出一种基于投影网格的底边驱动逐层网格化曲面重建算法。该算法首先将点云投影到一个二维平面上;然后基于点云投影区域建立规则投影网格,并将投影点映射到规则二维投影网格上,建立二维网格点与三维点云间的映射关系;接着对投影网格进行底边驱动的逐层网格化,建立二维三角网格;最后根据二维投影点与三维点的对应关系及二维三角网格拓扑关系获得最终的三维网格曲面。实验结果表明,算法曲面重建速度快,可较好地保持曲面细节特征。     

采用CT切片的三角片曲面重构算法

采用二维平行轮廓线三维重建表面是三维建模研究领域的一项重要研究课题,具有非常广泛的应用领域.重建过程中计算量非常庞大,有效地化简重建的数据可以大大提高重建效率.文中提出了一种基于分析轮廓骨架点的表曲面重构算法.首先对CT切片进行预处理及图像分割,然后对轮廓线提取骨架,再进行骨架剪裁,最后采用模拟退火法进行三维重建.该算法使三维重构的数据大大化简,同时克服了局部优化算法中需交互指定初始连接边的缺点.     

基于多平面重建提取冠脉轮廓线的曲面重建算法

针对三维切割及多平面重建只能获取组织或器官的几何平面信息,无法将弯曲结构的组织或器官展示在单张图片上的问题,实现了基于多平面重建(MPR)提取轮廓线的冠脉曲面重建(CPR)算法.首先,利用多平面重建获取冠脉轮廓的离散点;然后,对离散点进行Cardinal样条插值,获取平滑的轮廓拟合曲线;其次,沿着感兴趣方向对轮廓线进行投影形成扫描曲面;最后,显示扫描曲面对应的心脏体数据,得到冠脉重建曲面.实验结果表明,在绘制速度上,与三维切割法和三维数据场法相比,冠脉轮廓线提取速度提高了每秒4~6帧,绘制时间较短.在绘制质量上,与三维分割法相比,得到的冠脉曲面成像清晰,结构完整,有助于医师对病变的直观分析,能满足实际临床诊疗需求.     

散乱点云数据的高阶平滑隐式曲面重建

针对三维扫描或三维重建获取的散乱点云数据曲面重建问题, 提出基于拉普拉斯规则化的高阶平滑算法。首先, 计算点云数据的包围盒并离散化得到体素空间; 其次, 在体素空间根据隐式曲面的梯度和点云位置、法向信息建立目标函数, 并通过对目标函数的拉普拉斯规则化达到控制重建曲面光顺效果的目的; 再次, 根据最优化原理将重建问题转换为一个稀疏线性方程组求解问题; 最后, 通过步进立方体算法得到重建曲面的三角网格表示。定性和定量的实验结果表明, 该方法重建曲面绘制效果和精确度优于常用的Poisson方法。     

基于任意骨架的隐式曲面造型技术

给出了一个新的基于任意多面体网格骨架的构造性自由曲面造型算法.算法首先由每个给定骨架构造出一个距离场,然后利用隐函数光滑过渡技术和CSG(constructive solid geometry)表示技术将所构造的隐式曲面自由地两两粘合成一张光滑曲面.隐式曲面的多边形化算法则用来生成最终曲面网格.以任意骨架作为基本体素,突破了传统隐式曲面以点为基本骨架的限制.而且,距离曲面很好地逼近了原骨架形状,使用户可直观地对复杂曲面进行交互设计.而形变函数的引入,则极大地丰富了此方法的造型能力.实验结果表明,基于该算法的原型系统能够方便、直观地构造复杂的自由曲面.     

一个利用法矢的散乱点三角剖分算法

曲面上散乱点的三角剖分在曲面重建中发挥着重要作用,借助于曲面上的法矢信息和三维Delaunay三角剖分算法,该文给出了一种新的散乱点三角剖分算法,输入一组散乱点以及所在曲面S在这些散乱点处的一致定向的法矢信息,该算法将产生一张插值散乱点的三角网格曲面M,并且曲面M可以近似地看成是曲面S的三角剖分,算法的主要步骤分为两步：首先通过曲面S的一致定向的法矢信息,在曲面S的同一侧添加辅助点,利用这些辅助点来剔除Delaunay三角剖分中产生的不需要的三角片;然后将剩余的三角片连接成一张完整的网格曲面,与基于中轴的三角剖分算法相比,该文算法需要更少和更简单的计算,与局部三角剖分算法相比,该文算法可以更有效地避免重建后的曲面产生自交,该文的算法可用于任意拓扑的光滑曲面重建。     

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.