实时网格编辑的扩展中值坐标方法

为了克服凸长和复杂网格较难克隆的问题,提出一种基于扩展中值坐标的交互式网格编辑方法.首先由用户选择源网格中感兴趣的区域,使用垂直投影参数化方法将其映射为二维区域,并将映射后的网格顶点二维拓扑信息保存为图像元放置于目标网格相应位置;然后通过扩展中值坐标参数和外部的边界环,在被粘贴的图像元基础上恢复出三维信息;最终粘贴网格部分被变形使得与目标网格光滑拼接.该方法采用GPU对网格复制进行加速.实验结果表明,文中方法能够在三维模型之间实时地复制、替换任意不规则网格区域.     

三角网格曲面的球面参数化

提出了一种球面参数化三角网格曲面的方法。结合平面凸参数化和球面参数化,计算出封闭网格的切割线边界,网格边界映射到球面的凸区域边界上。然后分别参数化各子网格,最后将三角网格内部点映射到球面上。并用实例验证了此方法的可行性和有效性。     

闭合三角网格的优化切割与保角映射

提出一种自动地将任意闭合三角网格切开并保角映射到二维平面域的算法.通过对自动提取的模型初始切割线逐步优化得到模型切割线,优化过程由一个与保角映射扭曲度和合法性相关的成本函数控制.为了减小映射扭曲,算法中不预先固定参数域边界,而在参数化过程中自动地确定网格的自然边界.实验结果表明,该算法通过优化切割线和参数域边界有效地降低了三角形形状扭曲,并保证了参数化结果的合法性.     

三维地质界面网格模型构建算法研究

三维地质模型主要包含地质构造模型和地质属性模型。提出一种局部映射-边界控制的曲面三角化网格模型构建算法,与映射法相比,减少三维空间点映射到二维平面的计算过程,避免因多点到一点的映射关系而生成错误的三角化网格模型。基于地质测量数据特点,原始地质数据经处理后采用点集合形式表示,基于点集数据构建三维三角化网格模型,模拟地质界面的展布形态,控制三角网格质量。采用两种网格边界控制方法,在有边界约束数据和无边界约束数据条件下均能自动更新地质界面三角化网格模型边界。基于断层点数据集测试并展示算法构建的三维三角化网格模型可视化效果,通过断层面三角化网格模型能够反映断层面之间空间位置关系。     

均匀准保角球面参数化

针对闭的或者单边界亏格为0的三角网格,提出一种球面参数化方法．通过立体投影将现有的平面参数化方法推广到球面上,得到一个初始的球面参数化;为了减小变形,引入质心坐标进行全局优化;最后用Moebius变换均匀化最终的球面网格．该方法能够避免立体投影出现三角形折叠的情况,保证最后的映射是双射．通过大量典型的三维模型实验和比较可以看出：文中的参数化方法变形小,在复杂网格的纹理映射中的均匀化效果较现有的保角、保面积变换有明显的改善．     

等立方体球面映射

立方体球面环境映射被广泛用于各种计算机图形学应用中.针对立方体球面映射中存在的采样不均匀问题,提出一种基于6个面结构的、在球面上均匀采样的球面映射,称为等立方体球面映射.由于该方法所得采样点在球面上均匀分布并具有相同的立方角,故可得到更高质量的绘制效果.等立方体球面映射的计算代价较低,并能直接使用GPU所提供的立方体球面映射的各种纹理操作,可达到非常高的渲染帧率.     

基于圆形参数域和重要性采样的三维模型网格重建

给出了一个基于参数化和重要性采样的网格重建算法.算法搜索一条切线将三维模型表面切分成一片碟形表面,并将其参数化到二维单位圆中.根据模型的曲率信息和参数化的扭曲度生成一张控制图.利用蓝噪声采样算法对用控制图调制后的采样密度采样得到离散采样点.通过对采样点进行平面三角化并将其映射回三维空间实现了三维网格重建.实验证明,该方法有效地改善了参数化的扭曲度,并能得到具有自适应性的高度规则网格.     

网格曲面参数化映射的变形补偿及其在曲面加工中的应用

针对基于网格曲面参数化的轨迹规划中存在映射变形进而影响轨迹规划精度的问题,在分析网格曲面参数化映射变形场的基础上,提出了引入映射变形补偿的计算方法,包括补偿角度变形的方向映射、补偿拉伸变形的长度映射、针对不同三角片具有不同映射变形量的大跨度映射变形处理策略.在实例分析中,对参数化结果的映射变形进行了量化评估,并生成了复杂网格曲面上的等距线环形轨迹与实际的摆线抛光轨迹,验证了所提方法能够有效地补偿映射变形,保证轨迹规划的精确性,从而能够充分发挥网格曲面参数化的降维优势.     

骨架引导的网格模型圆柱面参数化

针对传统平面参数化不能直接对零亏格封闭模型参数化,而球面参数化较为适用于形态接近于球体模型的问题,定义了一种超圆柱面的参数域表示,并提出一种渐进的超柱面参数化算法,对于形态接近于圆柱或具有单支简单骨架的网格模型能够提供较小的几何形变;基于此,提出一种骨架引导的网格模型圆柱面参数化方法,能够对具有复杂骨架结构的网格模型实现全局参数化,它通过分块参数化由骨架信息得到的网格模型主体和分支,进而将分支圆柱面参数网格配准、优化并拼接至主体参数网格得到无缝的全局参数网格;对于人体和动物等具有明显骨架结构的网格模型,骨架引导的圆柱面参数化具有较小的几何形变.最后给出了实验结果,并展示了圆柱面参数化在约束纹理贴图中的应用.     

凸组合球面参数化

针对具有单边界的三角网格或与球面同胚的零亏格封闭网格，提出一种基于球面向量线性凸组合的三维网格球面参数化方法．把参数域从平面凸区域扩展到球面凸区域，并把具有凸性的重心坐标纳入到参数化框架中，使得参数化具有保形性质且变形小，同时证明了该参数化方法的存在性和惟一性．整个算法简单可靠．     

Transformation of Hexaedral Finite Element Meshes into Tetrahedral Meshes According to Quality Criteria

The paper is concerned with algorithms for transforming hexahedral finite element meshes into tetrahedral meshes without introducing new nodes. Known algorithms use only the topological structure of the hexahedral mesh but no geometry information. The paper provides another algorithm which is then extented such that quality criteria for the splitting of faces are respected.     

由区域生长算法实现四边形网格划分

针对当前各种三角形网格转化为四边形网格算法的缺陷，提出一种实现这种转化的算法——区域生长算法．该算法通过有选择地合并三角形来获得高质量的四边形网格，并且对两个三角形的合并增加约束条件以避免在生成四边形网格的过程中产生残余三角形；同时对生成的四边形网格进行一系列的质量改善操作。     

海量数据的曲面分层重建算法

从二维图像序列进行表面重建的问题由来已久.传统的重建方法通常是先重建或先等值面抽取,再简化数据量.随着处理数据量的增长,传统算法的中间过程会因为存储空间的限制不能进行下去.如何利用有限的存储空间对大数据量进行处理,从而完成曲面的重建曾是要研究的问题.针对大数据量的已分割的医学切片图像,利用逐层重建、即时简化的基本思想,给出一个易于操作实现、数据量可控制的算法.这样可以在硬件条件不太高的计算机(如内存不太大的个人微机)上实现大数据量的医学图像表面重建.     

面向有限元分析的三角网格迭代优化

从逆向工程或者简单离散实体模型得到的网格质量较差,通常不能直接用于有限元分析,为此提出一种迭代优化算法.首先对给定网格进行细分得到足够的自由度,以改变网格的几何和拓扑;然后在误差允许的范围内,通过简化和规则化来提高网格质量.该过程不断迭代,直到网格质量满足分析要求或者达到迭代上限.实验结果表明,该算法既能灵活地控制网格属性,又能有效地提高网格质量.     

基于3DS模型的四边形网格生成算法研究

针对文献[1]中提出的四边形网格形变因子的不足,提出了曲面中改进的四边形形变因子。根据此约束条件,研究并实现了一种将3DS模型表面三角形网格转化为四边形网格的合并算法,并对极少的残余三角形进行拆分处理,实现彻底转化。经过对已有模型的实际转化实验,表明了本算法的有效性。     

非结构化四边形网格生成新算法

改进了一类基于递归区域分解过程的四边形网格生成算法。引入一套健壮的网格模板,为子域的网格剖分提供统一的处理方案,不再限制最终子域为4节点、6节点或8节点子域,提高了算法的时空效率。结合新的子域网格生成过程和自动区域分解算法,利用背景网格和网格源控制分解线上点的布置,得到一个全自动的非结构化四边形网格生成算法。最后通过网格及数值模拟实例验证了算法性能和实用性。     

四边形网格优化中的螺旋条带生成

已有的四边形网格的简化及优化方法大多数都是三角形网格简化在局部几何上的推广.四边形网格的结构受螺旋条带的影响,移除四边形网格中的螺旋条带则可以在拓扑结构上明显提高四边形网格的质量.文中具体讨论了四边形网格上螺旋条带与网格上奇异点的关系及其性质,并根据这个性质给出了四边形网格中螺旋条带的一般生成算法.实验结果表明,该算法可以有效地搜索四边形网格上的螺旋条带,进而通过删除螺旋条带优化四边形网格的拓扑结构.     

Mesh Detail Editing by Filtering Differential Edge Coordinates

In this paper, we propose anovel geometricaldetail editing method for triangulatedmeshmodels based on filtering robust differential edge coordinates.Theintroduceddetail editing consists ofnot only feature-preserving denoising for removing scanner noises, but also interactive detail editing for weakening or enhancing some specific geometric details.Various detail editing results are obtainedby reconstructingthe mesh fromnew processed differential edge coordinates, which are filtered from the view of signal processing, in linear least square sense.Experimental results and comparisonswith other methodsdemonstrate that our method is effective and robust.     

平面及空间区域渐变无结构网格的自动生成

１．前 言 网格生成是许多数值计算首先要解决的问题．规则区域上的均匀网格,比较容易生成．但许多工程实际问题,求解区域边界形状极不规则,且由于物理参数的剧烈变化及解的性态复杂,对求解区域的网格疏密变化有某些特殊的要求．如何在非规则区域上自动生成符合使用者特殊要求的网格,是科学计算过程中人们所关心的问题． 本文基于 Ｄｅｌａｕｎａｙ三角划分原理,在二维（三维）区域给出一种自动生成渐变无结构三角形（四面体）网格的方法．对事先给定的指定结点集合和对应的间隔值集合,算法将首先自动生成全部边界结点和内部结点,然…     

弹性网格变形方法及其应用

1.引言 网格生成是数值计算中的基础问题.在微分方程数值方法的实现过程中,一个合适的计算网格可以提高计算精度,大大降低计算复杂性.近年来,人们所关注的数值求解微分方程自适应方法也包含了网格自动生成的研究.目前,国内外在这方面的研究工作很多.以网格类型而言,有结