基于分层切片原理的三维雕刻算法

分析了多种基于STL模型的快速分层算法。在综合多种算法优点的基础上,首先提出了对三角面片的顶点按其切片方向进行从小到大排序,以快速滤除冗余顶点;并在此基础上建立三角面片的顶点链表及面向量,以实现STL模型的拓扑信息重构;最后基于所重构的拓扑信息,结合几何连续性分层算法实现高效的自适应分层算法。并通过C++实现了这一算法,证明了快速成型技术的分层制造思想可应用于三维雕刻的CAD/CAM,在技术上是可行的。  

增强现实环境下虚实物体遮挡判断方法研究*

探索了虚实融合的两种方法，即基于三角面片的虚拟物体重构法和基于虚拟模型的虚实融合方法。前者具有不需要对场景进行预处理等优点；后者虽然要进行预处理，且需预知真实场景的详细信息，但它实现简单，实时性好。详细研究与比较了这两种方法的具体实现方法及运行效率，通过在实验平台下的测试得到两种方法的详细性能指标，为增强现实挑选何种虚实融合方法奠定了基础。  

可变形物体间的精确碰撞检测方法研究

针对可变形物体,提出了一种基于粒子的精确碰撞检测算法。首先用LBG矢量量化技术将物体的表面划分成几个小区域,然后在每个区域中分别选择一个点作为检测粒子。当一个物体接近另一个物体时,找出两物体上靠得最近的粒子对。为了得到精确的碰撞位置坐标,进一步计算靠得最近的顶点的相关三角面片之间的最短距离。若此距离小于某个给定的阈值,则可认为两物体在相关三角面片上的最近点处发生了碰撞。仿真实验验证了该算法能有效处理虚拟力交互仿真中的可变形物体的碰撞检测。  

一种基于散列函数的三角面片拓扑快速建立算法

在三维GIS系统中经常要处理一些复杂的对象，当用三角面片来近似表达真实对象时，为了有效地对三角形进行各种处理，往往需要建立三角面片之间的拓扑关系。针对这一问题，文章提出了一种基于散列函数的快速三角面片拓扑关系建立的算法。  

基于OBB层次包围盒的碰撞检测算法改进

为加强虚拟现实中碰撞检测的实时性,对碰撞检测的算法进行了研究与改进.介绍了层次包围盒和基元碰撞检测的基本原理.在基于三角形网格的碰撞检测模型中,通过在三角形网格中增加特征元素的信息(点、边、面)形成特征描述三角形,再用特征描述三角形结合层次包围盒技术,更好地完成碰撞检测.采用了沿任意方向包围盒(oriented bounding box,OBB)技术.实验结果表明,该算法的改进有效地减少了基元测试的数量与查询时间,提高了运算效率.  

虚拟手术中快速碰撞检测方法的研究

为了解决虚拟手术的快速碰撞检测问题,提出了一种新的基于层次包围盒的快速碰撞检测方法。文中基于虚拟手术中器官组织是软体模型且规模巨大,而手术器械是刚体模型且结构简单这一特点,从层次包围盒构造、包围盒树遍历和精确相交测试三个方面改进算法。仿真实验表明该算法能正确有效地处理虚拟手术中的碰撞检测,与标准库RAPID对比,随着软体模型规模的增大,该方法能显著提高碰撞检测的效率。  

基于空间八叉剖分的面聚类网格简化算法

给出了一种新的快速面聚类网格简化方法,采用空间八叉剖分方法建立空间八叉树,把三维物体的三角网格进行预分类,对同一子空间内的三角面片进行面聚类、区域划分,然后进行特征点特征边提取、受限剖分、网格简化,最终实现简化速度的整体提高.  

基于气象雷达回波3D重建的Marching Cubes改进算法

根据气象雷达回波数据的三维极坐标分布特点,提出一种改进的Marching Cubes三维重建算法.该算法将Marching Cubes常规算法中的单位正立方体构建转换为直接对回波极坐标数据的拟柱体构建,生成相应的等值三角面,并对三角面的顶点数据进行地曲订正,供OpenGL显示.为进一步提高重建算法的效率,该算法避免了对高仰角远距离无回波区的重建.实验表明,该算法有效实现了雷达回波的三维重建.  

基于三角面模型的虚拟轮廓铣削仿真研究

针对基于三角面片构建的带内腔毛坯模型,在轮廓铣削仿真时,由于在不完全被切除的三角面片中未被切除顶点的不移动,所造成被切削轮廓面不光顺的问题,提出了沿刀具切削包络面的法向,未被切除的顶点移动到包络面上的方法,解决了轮廓面不光顺的问题;而对于仿真铣削带内腔毛坯时,就内外表面如何关联的问题,首先提出了判断刀具进出模型内外表面的算法,然后给出了轮廓面与内腔面关联的方法,完善地解决了这一问题.基于本研究提出的方法,通过VirtoolsDev开发平台,对带内腔的三角面片模型,获得了具有光顺切削表面的仿真效果.同时,使得铣削仿真精度也得到了根本性的改善.  

海量断层数据三维重建算法优化

采用MC(Marching Cubes)算法进行三维重建时,如果要利用结果数据进行拼接、平滑、简化等进一步处理,就需要取得各三角面片的拓扑关系.提出"双缓存、三层交换"思想,对MC算法的实现流程实施改进,使得算法程序既能满足海量断层数据处理的要求,又能使算法程序性能得到一定的提升.