基于八叉树编码的点云数据精简方法

针对逆向工程中的点云数据预处理,分析了现有数据精简方法的不足,提出了基于八叉树编码的均匀精简方法。应用八叉树编码法划分点云邻域空间为多个指定边长的子立方体,保留每个子立方体中距中心点最近的点,实现从空间整体角度对点云的精简。对涡轮叶片测量数据进行了精简测试,证明了该算法的有效性和实用性。     

运用八叉树3D纹理实现CFD数据场的直接体绘制

基于3D纹理的直接体绘制算法可以在保证图像质量的同时达到较好的交互性能,但由于纹理内存的限制,大规模数据场的3D纹理直接体绘制比较困难。作者提出了一种适用于计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)数据场的八叉树3D纹理分割算法。该算法首先对数据场进行层次分割,然后根据CFD数据场的四面体网格特点插值生成规则网格数据场,最后生成基于八叉树结点的3D纹理子块。试验证明该算法可以较好地实现CFD大规模数据场的直接体绘制,渲染速度基本达到交互性的要求,较好地体现数据场内部的层次与结构关系。     

一种基于GPU实现的自适应八叉树纹理绘画算法

当前,虽然基于二维图像映射定义的传统二维纹理已得到广泛应用。但是它有很多局限性。这是因为很多三维模型在纹理空间中进行参数化是非常困难的,例如隐式表面、细分表面和高密度或高细节的多边形网格。基于八叉树纹理定义,提出了一种新型的自适应八叉树纹理绘画算法。和传统的八叉树纹理映射算法相比,不但占用更少的存储空间,而且实现了基于GPU的纹理查询,有更快的查找速度。     

基于八叉树的复杂产品模型实时绘制技术

给出基于OpenSceneGraph场景模型的信息提取方法,利用八叉树对场景模型进行分割和视锥体剔除,有效提高了实时绘制的效率,尤其是对浏览场景细节时的绘制效率提高最为明显。采用基于分页技术的Pagelod方法,实现模型的动态调度,以减少I/O的负载,满足在有限硬件条件下虚拟场景中复杂产品模型的实时绘制要求。     

柱形八叉树模型的运算规则及应用

八叉树模型是计算机科学中常用的一种非线性数据结构。它在工程中有广泛的应用。笔者选用柱形坐标空间作为八叉树模型的根结点，提出了一个由三维实体的CSG模型按递归方式生成实体八叉模型的算法，找出了八叉树中的平移、旋转、镜像等运算规则，并给出了八叉树模型求并、交、差的算法。文后给出了八叉树模型在空间物体碰撞方面的应用实例。     

网格单元法矢方向一致处理方法

工程计算要求网格单元的法矢方向正确,即外形外表面的法矢向外,外形内表面的法矢向内.常用的处理方法是人工检查,但当曲面复杂,由很多小曲面片构成时,人工判断工作量大、时间长,为此提出了网格单元法矢方向一致处理方法.首先建立网格单元拓扑信息,再根据拓扑信息和两个网格单元在公共边上的首末顶点编号相反的原则对网格单元顶点在单元中重新编号,然后由网格顶点编号定义出网格单元一致的法矢方向.     

一种基于体素的三维模型主成份分析方法及其在模型检索与匹配中的应用

提出一种新的基于体素化的三维模型旋转对齐方式计算及检索与匹配方法。为对本文提出的方法进行验证,实现相应的算法并在普林斯顿开放模型库上进行测试数据的生成,实验结果证明我们的方法得到更好的三维模型对齐、检索与匹配的效果。     

三维泡泡布点方法及网格生成

本文研究如何在三维区域上生成高质量的节点集并基于节点集进行网格生成.根据区域边界的几何描述和理想间隔控制函数,先后对曲面及区域内部用泡泡布点法进行节点布置.节点布置结束后,对区域边界的节点集运用高质量点集的局部网格生成算法(BLMG)进行网格剖分,对区域内部的点集直接进行Delaunay三角剖分.通过计算节点集生成Delaunay网格单元的质量来评价区域节点集的质量.泡泡均匀分布与非均匀分布的算例均表明,该算法生成的节点具有较高的质量并且在泡泡非均匀分布时具有很好的渐进性.     

基于八叉树邻域分析的光线跟踪加速算法

八叉树是加速光线跟踪常用的层次划分结构,为加快八叉树跟踪光线的过程,论文研究了运用八叉树邻域分析提高光线与八叉树节点之间的碰撞检测速度的方法,提出了一种结构简单、计算效率更高的八叉树节点的邻域分析算法。运用该算法可由现碰撞节点快速计算出下一碰撞节点,避免了采用大量递归搜索计算,从而提高了图像的渲染速度。实验结果表明,使用论文提出的邻域分析进行碰撞检测,效率比传统算法提高了3倍以上,大大提高了光线跟踪的速度。     

二维PEBI网格的生成

介绍了二维PEBI网格的有关概念，对其限定条件和已有的生成方法进行了系统的分析和研究，给出了限定条件的有关规则，设计了一种简捷有效、具有较好健壮性的生成PEBI网格的构造性算法，最后给出算法实例。笔者研究成果可以直接应用于油藏数值模拟计算。     

基于变形网格法的高密点云曲面重建

针对散乱点云庞大的特点,为提高其曲面重构效率,提出了一种三维高密散乱点云的曲面重建方法。该法首先构建一均匀网格,再通过拟合网格每个单元格的顶点到所输入点集中最近的点来实现对网格单元格进行变形,然后根据每个单元格中顶点状态模型构建三角片。该方法运行速度快,占用内存少。最后通过实例分析验证了该方法的有效性。     

多边形OFFSET中无效环的去除算法

对于多边形OFFSET后产生的自交环现象,提出一种求解自交点的基于单调链的平面扫描算法,并对环的判别提出了一种简便而有效的方法。最后,对算法的时间复杂度进行了分析。实验表明,该算法高效而稳定地处理多边形OFFSET后产生的自交环。     

一种Loop细分小波的边界处理方法

细分小波近年来发展迅速,在计算机图形显示、渐进网格传输和网格多分辨率编辑等领域获得了广泛的应用。Bertram提出的Loop细分小波是基于提升格式的双正交细分小波的典型范例,它所针对的对象均为网格的内部顶点。目前尚未发现相关文献提及细分小波对于边界的处理。该文在Loop细分小波算法的基础上,给出了一种Loop细分小波边界处理的方法,经验证效果令人满意。     

最小二乘网格的模型修补

最小二乘网格是在给定连接图和离散控制点集的基础上,通过求解线性系统对网格中的顶点重新定位而形成的网格.本文提出了一种最小二乘网格的模型修补算法,首先根据模型孔洞构造合适的连接图,然后根据网格连接图以及边界几何信息构造一个线性稀疏系统,最后求解连接网格中所有顶点的三维几何坐标.该算法计算速度快,能取得理想的效果.     

不规则网格的小波多分辨率分析

Lounsbery提出了一种网格渐进压缩的三角形网格多分辨率分析方法,但它只能应用于规则的三角形网格,且包含了重新网格化的过程.为了解决该问题,基于小波变换,扩展了Lounsbery的方法.该算法直接对不规则网格进行渐进压缩,得到了不同分辨率的网格.在此过程中还可以基于三角形网格的几何信息,对三角形网格进行优化,使之更加相似,从而使算法得到了改善.实验结果表明,算法速度快,效果良好,有一定的实用性.     

任意多边形上非定常扩散方程的单元中心型有限体积格式

针对二维非定常扩散方程,构造适用于任意多边形网格的单元中心型有限体积格式。采用向后欧拉格式进行时间离散,空间上在离散扩散算子时,利用网格顶点作为辅助插值点,通过求解一个欠定方程组将辅助插值点信息替换成网格单元中心点信息,最终得到只含单元中心未知量的离散格式。该格式既满足局部守恒条件,又满足线性精确准则。在几类多边形网格上进行数值实验,分别考虑扩散系数是连续和间断的情况,发现新格式均可达到二阶收敛。其数值表现显著优于算数平均加权和逆距离加权的九点格式,与双线性插值的加权方式结果相近,并且克服了双线性插值加权方式不适用于三角形网格的弊端。数值算例表明新格式求解非线性扩散方程仍然可以达到二阶收敛。