OpenGL与VRML在细分几何造型中的应用

细分曲面的生成被广泛应用于计算机图形研究和几何建模应用。本文以Loop细分模式为例，研究了使用OpenGL与VRML在Windows环境下细分曲面的生成。介绍了细分造型技术的原理和OpenGL与VRML文件的结构，并利用它们强大的功能开发出细分曲面造型的系统。     

蜂窝细分

给出了一类新颖的基于六边形网络的细分方法，该方法拓广了细分曲面的种类，被形象地称为蜂窝细分法，通过引入中心控制点的概念，使蜂窝细分具有参数选取灵活，形状控制容易，网格复杂性增长缓慢，适用范围广等优点，分析了蜂窝细分方法的极限性质以及参数选取规则，可保证细分曲面处处达到切平面连续，并在适当条件下具有插值能力，该方法适用于动画造型和工业造型设计。     

基于四边形网格的可调细分曲面造型方法

提出了一种基于四边形网格的可调细分曲面造型方法。该方法不仅适合闭域拓扑结构，且对初始网格是开域的也能进行处理。细分算法中引入了可调参数，增加了曲面造型的灵活性。在给定初始数据的条件下，曲面造型时可以通过调节参数来控制极限曲面的形状。该方法可以生成C1连续的细分曲面。试验表明该方法生成光滑曲面是有效的。     

一种LOOP曲面细分算法研究

本文研究了曲面造型中的细分曲面造型方法,分析了细分曲面造型的优点。基于多边形网格的细分方法分析了基于三角形网格1-4分裂的Loop细分模式的优点,并实现了基于Loop细分模式的曲面造型。利用Loop细分模式进行两次细分,得到不同网格密度的数据,最后本文给出了细分前后的点数、边数以及面数,并显示了细分前后的点的效果图。     

三角网格细分法在重建隧道三维结构中的应用

曲面造型一直是计算机图形学的重要研究内容之一。曲面的显示效果涉及到数据的存储结构及对数据的操作方法等多方面的知识。网格细分是曲面的一种表示方法,但却是目前广泛使用的一种曲面造型方法。而三角网格细分的许多算法已经成功地应用于许多领域。本文介绍了曲面造型的相关理论,重点介绍了Loop细分算法及其在重建隧道三维结构中应用。     

细分蒙皮曲面

对细分曲面在曲面造型中的应用进行了研究，并着重于蒙皮曲面造型技术．所提方法在传统的蒙皮曲面构造过程中引入细分方法，有效地避免了因截面曲线的相容性处理而产生的数据量激增的问题；最后生成的蒙皮曲面能够精确插值预先设计的截面曲线，并且可以在指定的截面曲线处产生折痕效果．     

Bezier曲面的适应性细分和三角形化的四叉树方法

计算机生成具有浓淡的参数曲面的方法之一是先对曲面进行适应性细分,并对所得到的曲面细分三角形化,得到曲面的三角形网表示,从而可以对每个三角形施行通常的浓淡处理算法。本文介绍了适应性细分双三次Bezier曲面的方法及曲面细分的四叉树表示,在此基础上给出了一个将曲面细分三角形化的算法。该算法防止了由于适应性细分而可能产生的曲面上的裂缝。     

基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟

提出一种基于细分曲面的三维服装柔性实体模拟算法，该算法将整个模拟过程分为两个阶段：首先利用四点细分曲面造型方法生成三维服装刚性曲面，然后在刚性曲面基础上通过引入织物的物理模型来模拟三维服装柔性曲面，通过物理和几何模拟方法有机结合，算法有效解决了复杂衣片间的缝合问题，较大地提高了模拟的计算效率，同时，也提出了一种基于细分曲面层次数据结构的碰撞检测算法，有效提高了模拟速度，提出的算法已全部在所开发的三维虚拟服装试衣系统中得以实现，实验结果表明：该算法具有模拟效率高、交互性强和易于计算机实现等优点。     

自适应细分方法进行曲面造型*

充分利用可调控CatmullClark细分规则与均匀的CatmullClark细分规则的优点,提出了自适应细分方法。该方法简单,比传统的单一细分方法有更好的灵活性,通过适当调节控制因子,可使得曲面造型比较灵活。通过分析曲面上点的曲率来控制细分,可以在较低的细分次数下达到良好的曲面造型效果,为曲面造型提供了一个新的方法。     

基于双参数四点细分法的曲面造型

将双参数四点细分曲线方法进行推广，提出了基于双参数四点细分法的曲面造型方法，并对其收敛性进行了分析。该方法通过对两个参数的适当调节能够较容易地控制极限曲面的形状，极限曲面能够达到C4连续，可以应用到对曲面的连续性要求较高的曲面造型中去。在给定初始数据的条件下，可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲面的形状调整和控制，试验表明该算法生成光滑曲面是有效的。     

基于边界采样技术的插值Loop细分方法

本文在分析了传统几何造型的弊端及开曲面造型中光滑边界曲线的插值要求后,针对细分曲面造型方法中较常用的Loop细分,提出了基于边界采样技术的插值细分曲面造型方法。该方法一方面利用了细分曲面造型的优点,如算法简单、可表达任意拓扑结构等;另一方面又满足了工程应用中插值边界曲线的要求。文中详细讨论该算法的步骤,并通过示例验证了该算法的有效性和实用性。     

三维数字图像简化和细分的后处理

三维成像及造型系统(3DIMS)通过对物体不同方向的数据采集，完成深度数据的匹配和融合．但由此得到的图像数据量庞大，质量也不能满足计算机动画等应用的要求．针对这一问题，将网格优化和细分曲面引入到对该三维数字图像的后处理过程．实验结果表明，该方法在数据压缩和曲面的表达等方面较3DIMS都得到了很好的改进．     

Catmull-Clark细分曲面的形状调整

提出一种调整细分曲面形状的算法．该算法用cosα(Ck)取代C-B样条的形状因子α，并将Ck的定义区间从[-1，1]扩大到[-1，∞)；然后用这种扩展了的GB样条来构造catmull—clark细分曲面；使得生成细分曲面的形状不仅能够在C-B样条的范围内可调，而且还能在标准的catmull-clark细分曲面和初始的控制网格之间任意调整．该算法保留了C-B样条和catmull-clark细分曲面的主要特点，如精确表示圆柱体、处理任意拓扑结构的控制网格等。     

基于C—B样条的Catmull—Clark细分曲面

为了解决Catumull-Clark细分曲面在工程上难以推广的问题，给出了一种基于C－B样条的Catumull-Clark细分曲面的算法，C－B样条曲线是B样条曲线的拓广，但它们的形状依赖于参数α，由于新的曲面细分方法充分利用C－B样条能够精确表示圆，椭圆等规则形体的特性，因而使通过此方法生成的细分曲面，除了在奇异点处能保持二阶导数连续外，还能够像C－B样条曲线，曲面一样，精确地表示圆柱等常规曲面，统一工程曲面等的造型，同时它仍然保持细分曲面的造型特点，即能够解决NURBS曲面难以处理的任意拓扑结构的造型问题，另外，还可依赖控制参数α的调节作用来增加造型的自由度，而且当α→0时，它们就退化成Catmul-Clark细分曲面，在工程图形上的应用实例表明，这种算法简单，有效。     

基于C-B样条的Catmull-Clark细分曲面造型系统的开发

论文针对工程应用,根据C-B样条和Catmull-Clark细分曲面的特点可调因子使得生成曲面形状可调和一次细分操作以后所有的网格面片都为四边域,构造合理的数据结构,采用有效的实时交互式的用户界面,开发了基于C-B样条的Catmull-Clark细分曲面的造型系统.为细分曲面的形状调整提供了简单、实时而且直观的人机交互方法.该系统能处理任意拓扑结构,能够精确地表示二次曲面,所生成的曲面光滑可调.可以以软件包或插件的形式加入到现有的CAD系统中.     

一种复杂组合曲面的计算机生成及其工程应用

提出了用实体模型表示复杂组合曲面的方法，以水电站结构中的弯时肝形尾水管型腔面为例，提出用参数化实体造型解决具有相同结构而尺寸为系列化的复杂组合曲面的计算机自动绘图问题。     

Loop型半静态细分方法

在拓展四次三方向Box-样条曲面离散定义的基础上,导出了半静态Loop细分方法,并构造了该细分方法的二邻域细分矩阵.通过对细分矩阵特征值的理论分析,证明了文中方法的细分极限曲面收敛且切平面连续.半静态Loop细分方法的细分矩阵随细分次数规则变化,与传统Loop细分方法相比,该方法具有更大的灵活性和更丰富的造型表现能力.     

嵌入参数空间的曲面控制自由变形方法

提出了一种新的通过控制参数曲面来实现物体的自由变形的方法，物体通过映射函数被嵌入到曲面的参数空间从而实现变形，同时映射函数的引入增加了变形的控制手段。实验表明该方法具有易于交互和控制的优点，适用于几何造型和计算机动画领域。     

流曲线曲面的概念和构造方法

给出了一种新的曲线曲面－流曲线曲面概念及其构造方法。给出了用多项式和Ｂｅｚｉｅｒ控制网构造流曲线曲面的基本方法和约束条件，这种流曲线曲面方法可用于计算机辅助几何设计和图形学中曲线表示和设计，特别是船体外型的造型和设计。     

基于C-B样条的Catmull-Clark细分曲面

为了解决 Catum ull- Clark细分曲面在工程上难以推广的问题 ,给出了一种基于 C- B样条的 Catumull-Clark细分曲面的算法 .C- B样条曲线是 B样条曲线的拓广 ,但它们的形状依赖于参数 α.由于新的曲面细分方法充分利用 C- B样条能够精确表示圆、椭圆等规则形体的特性 ,因而使通过此方法生成的细分曲面 ,除了在奇异点处能保持二阶导数连续外 ,还能够像 C- B样条曲线、曲面一样 ,精确地表示圆柱等常规曲面、统一工程曲面等的造型 ;同时它仍然保持细分曲面的造型特点 ,即能够解决 NU RBS曲面难以处理的任意拓扑结构的造型问题 ,另外 ,还可依赖控制参数 α的调节作用来增加造型的自由度 ,而且当 α→ 0时 ,它们就退化成 Catm ul- Clark细分曲面 .在工程图形上的应用实例表明 ,这种算法简单、有效 .