基于曲面精确表示的距离极值点的计算及在刀具干涉检测中的应用

针对基于曲面精确表示的刚体碰撞检测中裁剪曲面距离极值点的求解问题,提出了 利用平面向量场估计初始曲面距离极值点的方法,避免了曲面过度细分,讨论了距离极值点满足 的微分几何条件,给出了解析曲面/参数曲面、参数曲面/参数曲面、点/参数曲面和曲线/参数曲面 的距离极值点迭代算法。实例验证分析了该算法的高效性和可靠性。     

基于矩形网格追踪法的曲面主曲率等值线生成算法*

针对自由曲面在展开平面上的主曲率等值线生成问题,提出一种基于矩形网格追踪算法的等值线生成算法。利用面积坐标方法将曲面上的点及其极值曲率映射到优化展开平面上,在展开平面上采用遍历法得出等值点序列;利用矩形网格追踪法将等值点序列划分为连续无交叉的开等值线或连续封闭的闭等值线。最后以直纹面、锥形面和自由曲面为算例分别对算法进行计算验证,并与线性插值三角网格法进行对比。计算结果表明,基于矩形网格追踪的等值线生成算法具有计算速度快、精度高的特点。     

C^2型曲面离散点的等值线自动绘图算法及有关算法问题的探讨

本文给出了一种Ｃ＾２曲面的任意离散点自动绘等值线算法。特别适用于实际曲面是Ｃ＾２型（二阶偏导数连续）情形。最后对自动等值线算法有关问题进行了讨论。     

一种参数曲面与隐式曲面的求交算法

提出一种新的参数曲面与隐式曲面的求交算法,即把参数曲面的表达式代入到隐式曲面的方程中去,得到关于两参数的方程,可把求解这个方程的问题视为在第二维标量场抽取参数曲面的参数域的等值线。该等值线在参数曲面上的映射,便是参数曲面与隐式曲面的交线。     

求NURBS自由曲面的等值线─—一种基于极值点的追踪方法

复杂自由曲面的等值线是刻划曲面几何形状的特征线簇之一，有助于可视化建模过程评估其数学物理模型．本文提出一种基于极值点求追踪始点的方法，对Ｓ．Ｇ．Ｓａｔｔｅｒｆｉｅｌｄ的求等值线方法做了重要改进．对ＮＵＲＢＳ曲面片的边界上的极值点及曲面片内的极值点进行扫描分析，可快速地求出全部等值线的切矢追踪始点，从而避免了百目搜索和重复追踪．此算法具有严格的理论分析，能保证正确性，具有一般应用价值．     

基于参数限定的CS-RBF曲面重建算法*

针对非密度均匀的点云,提出了一种高效保持特征的曲面重建算法。首先利用八叉树进行点云空间分割,然后对每个点在小邻域内求出局部逼近曲面,建立隐式曲面方程。通过参数限定点的邻域范围,使整个算法既保证了重建效果,又不致于很大程度上增加重建时间,达到了速度和效果在一个范围内的平衡。实验结果证明,本算法重建效果良好,适用于各种散乱点云的重建。     

基于稀疏解组合优化的广义重心坐标

根据广义重心坐标线性运算的性质与特点,运用广义重心坐标的稀疏解权函数的 调和平均组合方法,对空间凸多面体顶点设计了一种求解广义重心坐标的算法,且权函数是带 有保形参数的一元函数,因而具有保形优化的特点。构造了 2 种不同类型的带形参权函数,运 用不同权函数及其参数的广义重心坐标将平面图形映射到空间曲面的实例进行了分析,并应用 重心坐标常用的等值线工具对保形性进行了比较。     

一种基于逼近理论的曲面重构方法

从离散点列构造一条曲线出发,提出了一种可以处理散乱数据点的曲面重构方法,其主要思想是逐步逼近,即分别用平面三角形和三角Bezier曲面片逼近。详细介绍了空间点的三角划分、离散点的参数化、三角Bezier曲面片逼近以及两曲面片的拼接等算法;最后,给出了几个应用实现。     

参数曲线到隐式曲面的正交投影算法

针对参数曲线到隐式曲面的正交投影问题,提出一种二阶迭代算法.利用参数曲线上的点与隐式曲面上正交投影曲线的坐标点所满足的正交条件,推导出正交投影曲线坐标点对空间参数曲线的参数的一阶和二阶导数;在此基础上建立了基于二阶泰勒逼近的正交投影曲线坐标点追踪方法,并给出了2种不同的步长控制方式;同时,考虑到二阶泰勒公式省去的高阶项,给出了相应的一阶误差校正方法.仿真结果表明,该算法具有良好的精确性和较高的效率.     

残缺网格模型的快速B样条曲面重建

针对残缺的三角网格模型,提出一种将网格模型的散乱数据点转化为有序阵列点再进行B样条曲面快速重建的算法.首先确定最小二乘平面上的一个矩形参数域,再构造出一个平面阵列点列,并部分映射到三维网格上;然后利用空间阵列点的邻域信息估计4个角点的空间坐标,并构造径向基函数曲面,用于补充空间阵列点列中残缺的数据;最后利用有序点列拟合的高效性构造B样条曲面.实验结果表明:该算法速度快、拟合精度高、鲁棒性强,重建的曲面具有良好的光顺性和可延伸性,适用于逆向工程中对经过数据分割后的网格模型的自由曲面重建.     

平面四点确定一条抛物线及其在参数插值中的应用

本文讨论了用平面有序四点确定一条抛物线及其在参数插值中的应用。提出了有用四点确定一条抛物线的算法，讨论了确定抛物线的四点相互间要满足的位置。对平面给定的一组数据点，提出了构造参数插值曲线的新方法。所构造的插值曲线是ＧＣ＾１连续的分片三次参数曲线，其插值精度为二次参数多项式。本文还以计算实例对新方法与其它方法的插值精度进行了比较。     

一种参数多项式曲面片的逐点生成算法

在计算机绘图中，一般来说，曲线实际上是由折线代替，而曲面实为小平面拼接而成，在使计算量降到最低的情况下画出真正的曲线方面，已有许多文章研究了曲线的逐点生成方法，并取得了一定的进展，但是尚无有效的快速逐点生成曲面的方法，为了快速逐点生成曲面，在建立多项式函数递推计算公式和算法的基础上，给出了一种逐点生成参数多项式曲面片的算法，由于此算法中只用到整数加法运算，且点数的适当选取可使计算量达到极小，因此是一种很有效的算法，该方法还可以加以改进，而用于有理函数，这无疑对有理曲线曲面（如NURBS曲线曲面）的快速生成以及对计算机图形学的其他一些领域都是有意义的。     

形状可调的5次组合样条及其参数选择

目的 为了克服3次参数B样条在形状调整与局部性方面的不足,提出带参数的5次多项式组合样条。方法 首先构造一组带参数的5次多项式基函数;然后采用与3次B样条曲线相同的组合方式定义带参数的5次多项式组合样条曲线,并讨论基于能量优化法的5次组合样条曲线参数最佳取值问题;最后定义相应的组合样条曲面,并研究利用粒子群算法求解曲面的最佳参数取值。结果 5次组合样条不仅继承了3次B样条的诸多性质,而且还比3次B样条具有更强的局部性及形状可调性。由于5次组合样条仍为多项式模型,因此方程结构相对较为简单,符合实际工程的需要。利用能量优化法可获得光顺的5次组合样条曲线与曲面。结论 所提出5次多项式组合样条克服了3次参数B样条在形状调整与局部性方面的不足,是一种实用的自由曲线曲面造型方法。     

高精度三次参数样条曲线的构造

构造参数样条曲线的关键是选取节点，该文讨论了GC^2三次参数样条曲线需满足的连续性方程，提出了构造GC^2三次参数样条曲线的新方法，在讨论了平面有序五点确定一组三次多项式函数曲线，平面有序六点唯一确定一条三次多项式函数曲线的基础上，提出了计算相邻两区间上的节点的算法，构造的插值曲线具有三次多项式函数精,该文还以实例对新方法与其它方法构造的插值曲线的精度进行了比较。     

一个三角形网格上等值线图的绘制算法

本文提出一个三角形上曲面插值的新算法，各三角形上的曲面片拼合起来得到的整体曲面是Ｃ连续的。     

A Mathematical Model for the Identical Slope Curved Surface

in the design of civil and water conservancy projects, the identical slope suffice isfrequently used. Its mathematical model may be formulated as an envelope of a cone when itS vertexmoves along the cylindrical helix. According to the principle of conStrUcting the envelope curves of afamily of circles, the parametric equstion for the identical slope surface is established. The parametricform makes it most convenient to draw the contour lines and grade lines, and is well suited toproduce indexed projection of identical slope surface in civil and water conservancy projects.     

方程曲面的一种绘制算法

提出了显式方程和参数方程表示的曲面的一种绘制算法，该算法可以绘制任意复杂的方程曲面。首先将方程曲面离散成四边形网格，然后采用消隐算法消除曲面的自隐藏线。消隐算法引入遮挡多边形的概念，利用遮挡多边形判断曲面上离散点的隐藏性，同时将潜在隐藏线段与遮挡多边形求交，从而得到该线段的实际隐藏部分。该绘制算法对以网格模型显示三维物体具有通用性。     

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。     

Lip contour segmentation and tracking compliant with lip-reading application constraints

We propose to use both active contours and parametric models for lip contour extraction and tracking. In the first image, jumping snakes are used to detect outer and inner contour key points. These points initialize a lip parametric model composed of several cubic curves that are appropriate to the mouth deformations. According to a combined luminance and chrominance gradient, the initial model is optimized and precisely locked onto the lip contours. On subsequent images, the segmentation is based on the mouth bounding box and key point tracking. Quantitative and qualitative evaluations show the effectiveness of the algorithm for lip-reading applications.