一种基于遗传算法的数字曲线多边形逼近方法

提出了一种基于遗传算法的数字曲线多边形改进逼近方法。该方法针对规则形状数字曲线的多边形逼近问题,以二进制向量序列表示的染色体作为每一个对应的逼近多边形候选解,将简化前后多边形质心偏移误差以及各被替换线段欧氏距离的方差引入到适应函数中,用迭代次数的sigmoid函数作为变异概率来控制遗传算法优化求解过程中的全局和局部搜索特性。实验结果表明,该方法对于保持曲线多边形简化逼近后的形状特征具有较好的效果。     

基于泊松方程实现点云的表面重构

根据测量的数据点集,由梯度关系得到采样点和指示函数的积分关系,根据积分关系用划分块的方法获得点集的向量场,计算指示函数梯度场的逼近,构成泊松方程.根据泊松方程使用矩阵迭代求出近似解,采用移动立方体算法提取等值面,对所测数据点集重构出被测物体的模型,泊松方程在边界处的误差为零,因此得到的模型不会存在假的表面框.     

面向大规模体数据集的复杂几何曲面抽取方法

针对在大规模数据场中进行复杂几何曲面抽取的性能和精度问题,提出一种基于八叉树加速结构和多边形裁剪的几何曲面抽取方法.首先应用平面-体求交方程将体单元抽取问题转换到二维空间中,其中引入基于空间包围盒的八叉树结构以减少无效体单元的计算;然后提出面向凹凸多边形的裁剪方法和若干优化策略以有效地进行多边形裁剪计算;再引入数据集预筛选功能减少无效网格片读入以提升曲面抽取性能;最后将该方法集成到通用可视分析引擎中.实验结果表明,该方法能够高精度、高性能地从数值模拟程序生成的数据场中抽取复杂几何曲面的表面场值.     

空间三角网格曲面的补洞方法

由三维扫描仪对文物表面进行扫描得到网格数据后,先提取出破洞的边界,利用破洞边界三角形的法矢信息将破洞边界上的点投影到一个平面上,形成一个二维多边形;然后基于该二维多边形各内角及各边长度在多边形内插入新的离散点,再将多边形内离散点三角网格化;最后用移动最小二乘近似法将破洞附近的点拟和成曲面,以此求出插入点的高度值,这样就得到了在三维空间中的网格数据。     

空间三角网格曲面的补洞方法*

由三维扫描仪对文物表面进行扫描得到网格数据后,先提取出破洞的边界,利用破洞边界三角形的法矢信息将破洞边界上的点投影到一个平面上,形成一个二维多边形;然后基于该二维多边形各内角及各边长度在多边形内插入新的离散点, 再将多边形内离散点三角网格化;最后用移动最小二乘近似法将破洞附近的点拟和成曲面,以此求出插入点的高度值,这样就得到了在三维空间中的网格数据。     

保持特征的平面形状近似骨架的抽取算法

针对多边形骨架抽取中轮廓噪声严重影响骨架的问题,提出一种保持特征的多边形近似骨架的抽取算法.通过分水岭算法检测平面多边形的特征突起点,在分支末端点引导骨架的抽取,从而避免多边形轮廓噪声对骨架的影响,得到有效的形状简洁的近似骨架.另外,该方法还适用于半自动的骨架抽取,即允许用户手动指定骨架末端点,使计算所得的骨架具有更高的实用性.实验结果表明,文中方法简单易行,能应用于计算机动画和形状检索等领域.     

一种三维规则数据场的特征可视化方法

本文给出一种基于特定对象边缘抽取与绘制的特征可视化方法，该方法以在三维规则数据场中构造的一组Ｈａｒａｌｉｃｋ正交多项式为基，在以各网格点为中心的子区域内求灰度分布的拟合函数，通过对拟合函数二阶方向导数零交叉点的判断，抽取特定对象的边缘点，在此基础上，考虑在１８－连通意义下，三维边缘点的三角面片和多边形的表示与拼接，本文介绍这种特征可视化方法的实现，同时给出实验结果。     

基于样条模型插值的方法在科学可视化上的应用

插值方法和插值基函数的选择是可视化技术的一个关键问题。在规则数据场中，本文提出了一个基于样条模型插值来重建三维结构的方法。该模型以样条基函数为背景，其函数系数则由周围采样点数据重复迭代产生。实验表明该方法的逼近效果明显优于传统的线性插值拟合得出的图像质量。     

移动立方体算法中的三角剖分

Marching Cubes（MC）算法是基于规则体数据抽取等值面的经典算法。分析了该算法中的交点连接问题,解决连接上的二义性问题,从而更好地生成多边形;对于生成的非平面多边形,对三角剖分进行了优化,以此改进了移动立方体算法,通过实验验证了算法的正确性。     

矢量场中快速表面抽取和定位算法

本文对矢量场可视化中,在数据处理阶段的两个问题－表面抽取和插值定位,提出了基于 结点判定的表面抽取算法和通过局部映射的插值定位算法。     

Deformable Surface Techniques for Field Visualization

Surface extraction from data fields is often used in scientific visualization, as surfaces can represent meaningful information and they are well suited for display. This paper describes a general method for localized surface extraction from scalar and vector fields. An initial polygonal surface is placed within the field, and the shape of the surface is adapted to the field by iterative displacement of surface nodes according to a displacement criterion. To achieve a good approximation of a smooth surface, the polygon mesh can be locally refined during iteration. The type of surface extracted depends on the displacement criterion, which can be any function of the available field variables. Techniques for displacement and mesh refinement are discussed in detail. The results we show are generation of a local isosurface and extraction of a vortex tube. Finally, we will draw conclusions and discuss some issues for further development.     

基于OpenGL的曲面造型

对真实物体的三维复杂建模离不开曲面造型技术.介绍了贝塞尔曲面造型的算法原理及表面光照的处理方法,利用若干控制点就可以精确描述和调整一个曲面.应用OpenGL的建模函数预先对节点序列和控制点进行定义,由求值器计算曲面坐标并进行绘制.这种贝塞尔曲面造型技术要比用多边形逼近曲面的方法灵活、高效、节省内存.最后,在Vc 环境下通过该技术实现了对三维实例模型的建立,并加以光照和材质的渲染,具有一定的实际应用价值.     

Surface modeling method by polygonal primitives for visualizing three-dimensional volume data

A method of surface modeling by polygon is presented. Its purpose is to visualize 3-D image given in the form of stacked 2-D images, such as computerized tomography data. The method is based on the cuberille model of 3-D image space. To speed up the visualization procedure and to obtain compact data structure, we devised a small set of polygonal volume primitives (PVP) with regular shape. We classified the 256 possible cuberille configurations into 21 cases using rotation operator, and five basic PVPs that fit the cases well are selected. One of the five basic PVPs posed distinctively is located at each cuberille of the surface according to the configuration and normal direction estimated from gradient operator. After the surface is tiled with PVPs, the generated polygons that are derived from the primary faces of PVPs are shaded for visualization.     

Surface Reconstruction Using Alpha Shapes

We describe a method for reconstructing an unknown surface from a set of data points. The basic approach is to extract the surface as a polygon mesh from an α-shape. Even though alpha shapes are generalized polytopes having complicated internal structures, we show that manifold surfaces, with or without boundaries, can be efficiently generated, and these surfaces completely describe the α-shapes to the extent that they are visible from outside. Unlike the original α-shapes, the polygonal surfaces can be easily simplified to yield compact models suitable for a variety of geometric modeling applications such as surface fitting.     

基于LOS的多边形点视域计算

多边形内点视域的计算是进行计算几何和图形分析的一个热点，其广泛地应用于各种监控领域和应用设计领域，如楼宇监视、路径规划等。分析了基于视线扫描的多边形分割情况，进而提出了视域的沟、窗口等概念，分析了沟变化的关键事件，通过对沟的关键事件的形式化描述和处理，在有关的引论下给出了多边形点视域具体的解决方法，此方法的复杂度与多边形的拐点相关。     

简单多边形核求解新算法

简单多边形的核是位于多边形内部的一个点集,而且这个点集中的任意一点与多边形边界上的任意点的连线都属于这个多边形的内部。核的这一性质在监视器安放等问题上得到了应用。考察了简单多边形的核在构成方面的性质,结合已有的成果,提出了一种求简单多边形核的新算法。该算法可以较快地对多边形的核为空的情况加以报告,而且在有核的情况下快速求解到核多边形的顶点序列。新的求核算法容易理解,而且易于实现,可以广泛地应用于实际问题。     

简单多边形可见核的扫描线填充算法

简单多边形的可见核是位于多边形内部的一个点集，可见核内的任意一点与多边形边界上的任意一点的连线都处于该多边形的内部。由于可见核具有这一性质，对简单多边形的可见核的计算在很多方面都有着适用。本文考察了简单多边形的核的性质与特点，在结合了其他相关的可见核顶点的算法之后，提出了一个对可见核进行填充的快速算法。这一算法由于通过避免在填充多边形的核之前进行计算可见核的顶点的过程，从而可以较快地对可见核进行填充。这一算法不仅容易理解，而且便于实现。     

一种平面简单多边形核的求解算法

平面简单多边形的核是该多边形内部的一个点集,该点集中任意一点与多边形边界上一点的连线都处于这个多边形内部。可见核的这一性质在摄像机定位等问题上得到了应用,本文提出了一种简单多边形核求解的新方法,该方法不仅可以判断核的存在性,而且可以得到核多边形顶点序列。给出的算法容易理解,便于实现,可以广泛地应用于此类问题的求解。     

Representation of Urban Buildings Using Modified Relief Mapping

This paper describes the real-time mapping displacement of buildings onto the polygon model of base terrain of geo-spatial information,The buildings are represented as height maps,lcading to low memory requirements and not involving changes of the original geometry（i.e.no vertices are created or displaced）.The displacement of buildings is mapped toward the protruding direction,The base of textrue which represents the ground in topography is correctly mapped onto base polygon without any distortion.This approach can exhibit the correct,occlusions between buildings and ground due to parallax and correct self-occlusion.