结合网格补洞和曲面拟合的龋齿修补方法

该文基于医学数据处理软件Mimics系统,提出并实现了一种结合三角网格补洞和B样条曲面拟合的龋齿修补方法.首先在Mimics系统中提取牙齿表面的离散数据,并导出PLY格式的三角网格,通过对龋齿网格数据的孔洞边界提取和三角网格孔洞修补,得到完整的三角网格数据.然后采用网格数据进行分割、参数化和最小二乘拟合,求得B样条曲面...     

基于曲率的三角网格孔洞修补算法的研究

在逆向工程中,三角网格模型被广泛应用。但三角网格模型常常会存在一些孔洞,这些缺陷会影响许多后续操作,因此在应用前对这些孔洞进行修补是十分必要的。一种基于曲率的空间多边形孔洞修补的算法,每次寻找孔洞多边形中夹角最小的一对邻边,构造新的初始三角片,再根据新增点和其邻点的法矢调整新增点的位置,然后更新孔洞多边形,直至覆盖整个孔洞。最后再根据需要对所有新增顶点作一定的调整。对曲率变化较小的孔洞获得较好的修补结果。     

矢量化网格剖分算法在服装衣片图像中的应用

矢量化网格剖分是服装衣片图像的二维-三维转换和虚拟服装设计的基础工作之一.在传统的网格生成和剖分算法基础上,提出了一种适合于服装衣片图像的多边形网格剖分算法;重点论述了网格划分、质点的生成过程和三角网格连接算法.算法仿真结果表明,该算法具有边界清晰、失真度小、自适应强和自动化程度高等特点,适合于任意形状的服装衣片.     

曲面特征恢复的三角网格模型孔洞修补算法

为了恢复三角网格模型中的孔洞处的真实形状,提出一种曲面特征恢复的孔洞修补算法．首先对模型中检测出的孔洞进行三角化并细分,完成孔洞的粗修复．然后利用高斯球确定孔洞的邻域及其曲面类型,对二次曲面类型的孔洞邻域进行非线性最小二乘拟合以获得曲面代数方程,对自由曲面类型的孔洞邻域则进行B样条曲面拟合．最后根据孔洞邻域的曲面方程获...     

5多边形高质量同构三角剖分的有效算法

为了使平面形状混合得到较好的结果,提出了一种新的构造2个多边形的高质量同构三角剖分的有效方法.通过加入一定数目的Steiner点生成其中一个多边形的质量较好的三角剖分,根据此三角网格中顶点之间的相对位置关系和邻接关系确定另一个多边形的三角剖分,然后利用面积均等方法和其他优化方法对同构的三角剖分同时进行优化.此算法将同构三角剖分的构造转化为一个稀疏线性方程组的求解,可以通过已有的程序库进行快速求解;同时通过约束一些对应特征点的位置,使生成的同构三角剖分具有较好的特征对应.此算法计算量小,运行效率高,对形状复杂的多边形仍然可以得到满意的结果,适合于morphing等实时性的应用要求.     

适应于3维非结构化网格数据场的切片可视化技术研究

针对３维非结构化网格数据场出现的各种网格单元，设计了相应的直边４面体化剖分方案，并在此基础上提出了一种关于非结构化网格数据场的切片可视化方法，简化了切平面与网格单元间相交多边形的计算，保证了各相交多边形的自然合法性．实践表明：所用的直边４面体化剖分方案同样适用于等值面构造技术     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区域提出了一种实用的局部正交化网格（PEBI）生成算法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序，依次扫描各点生成新的三角形，再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形，进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化，最后连接每个三角彤的外接圆圆心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平滑和对角线交换优化方法，很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分，因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

膝关节模型中腔体的自动提取方法

针对三角网格表示的膝关节模型,提出一种自动提取膝关节腔体模型的方法.该方法利用法线相交检测的方法识别腔体边界面片,以这些边界面片为种子,采用区域生长法分别提取股骨和胫骨上的两个内腔表面.实现内腔表面的孔洞边界检测后,进行孔洞修补和边缘光顺处理.最后通过缝合和光滑处理,完成膝关节腔体模型的自动提取和构建.     

面向矿区复杂地质体的四面体生成算法

地质学及矿山研究对象主要特点是结构复杂、非均质、各向异性，四面体网格生成面临的关键技术难题是生成的四面体网格必须保证各个单一地质体边界的一致性．为解决以上问题，本文提出了一种基于面扩展的快速Delaunay四面体网格生成的分治算法，算法首先将地质模型分解为多个简单地质体，利用给定的边界数据样点将这些单一地质体边界进行三角剖分，然后从边界三角形开始递归生成各个简单地质体的四面体网格，最后再将各个简单地质体网格合并为一体．本算法生成的四面体网格可保证多个地质体边界一致，避免四面体单元重叠，且大部分四面体网格符合Delaunay法则．     

适应于3维非结构化网络数据场的切片可视化技术研究

针对３维非结构化网格数据场出现的各种网格单元，设计了相应的直边４面体化剖分方案，并在此基础上提出了一种关于非结构化网格数据场的切片可视化，简化了切平面与网格单元间相交多边形的计算，保证了各相交多边形的自然合法性。     

基于泊松形状信号的网格模型部件分割算法

为了将网格模型分割成若干个有意义的部件,提出了一种基于网格模型结构信号的分割算法.通过构造网格模型对应的体素模型,基于体素模型求解泊松方程得出每个体素对应的泊松形状信号;根据网格模型顶点与体素模型的对应关系,计算出网格模型中每个三角面片对应的泊松形状信号;采用Mean-Shift算法将每个三角面片对应的泊松形状信号进行聚类;最后基于泊松形状信号值,提取网格模型主要部件,并精化分块结果边界,从而达到网格模型部件分割的目的.实验表明,该算法能对具有部件结构特征的实体模型有较好的分割效果、鲁棒、速度快,与物体各个部件刚体变换无关.     

基于任意正多边形孔径的菲涅尔衍射

在基尔霍夫衍射公式的基础上,通过模拟仿真研究了任意正多边形小孔的菲涅尔衍射规律.首先利用Matlab中的for循环给出衍射平面的球面波复振幅分布,再利用函数graythresh和im2bw读取Photoshop绘制的小孔图像得到孔径函数; 然后通过函数fft2对点扩散函数和衍射平面的复振幅分布与孔径函数的乘积进行傅里叶变换; 最后利用函数ifft2对输出频谱做傅里叶逆变换,从而得到衍射条纹分布.研究结果表明:在正多边形各边的垂直方向上,衍射条纹清晰; 在各角的方位上,衍射呈条带分布(正多边形边数为奇数时为     

基于弹簧-质点系统的薄膜结构曲面展开算法

将用三角形描述的空间膜片映射到初始二维膜片上，并使初始二维膜片与被展空间膜片在参
数域与空间域具有相同的拓扑结构。描述空间膜片的三角形与描述平面膜片的三角形的边长存在差异，采
用单元节点力代替此差异，节点质量由节点周围的膜单元面积确定，得到了描述系统运动的拉格朗日方程
。在求解方程时，每个时间段迭代初始速度置为零，计算过程中节点匀速运动，从而有效地避免了振幅过
大和发散问题，收敛速度明显加快。平面膜片的局部精度通过弹簧弹性变形系数予以控制，能够满足膜片
边界要求。该曲面展开方法具有精度高、计算速度快和易收敛的特点。     

利用三角剖分算法进行小天体物理属性计算

提出了一种利用三维散乱点对小天体表面进行三角剖分,并对小天体的多个物理属性进行估计的简单快速算法.先将小天体表面的散乱点映射到单位球面上,再进一步映射到平面上进行三角网格剖分,避免了非凸边界对原有拓扑结构的破坏.在形成三角网格的基础上,将对体积的积分转化为对多面体顶点坐标的计算,并采用分割小四面体的算法简化了利用格林公式进行多次积分转化的计算过程,从而求出小天体的体积、表面积、质心、转动惯量、惯量主轴及其引力势、引力场分布等多个重要的物理量.通过仿真分析了散乱点数目对计算精度的影响,验证了该算法的正确性.     

弹性介质中SH波传播的三角形格子法

目的提出一种不规则边界非均匀弹性介质中反平面剪切(SH)波传播数值模拟方法,研究反平面剪切波入射时地表起伏及软弱层对场地的影响.方法将实际介质计算区域剖分成三角形网格,构造出控制体,给出积分形式的控制体运动方程;交替运用控制体运动方程和SH波的本构方程,在时间域上递推计算给出被研究区域内各节点的加速度、速度、位移和各格子的应力.结果给出了弹性介质中SH波传播数值模拟三角形格子法.数值算例结果与解析解比较,验证了方法的计算精度和有效性.瞬态反平面剪切波入射时,地表起伏、软弱层会引起场地的运动状态量和应力量的放大,有运动状态量和最大剪应力集中现象.结论SH波传播数值模拟三角形格子法计算精度较高,处理不规则边界非均匀介质波动问题的适应性强,算法实现简单、计算量小.是研究大规模、不规则边界非均匀介质中SH波传播问题的一种有力工具,为岩土动力学中的波动研究提供了一种新的数值方法.     

三角网格曲面模型快速求交算法

提出一种三角网格曲面模型快速求交算法,该算法基于三角网格曲面模型动态空间索引结构,通过结点包围盒相交检测快速缩小求交范围,准确定位相交三角面片包围盒集合并对该集合进行排序,依次连接各包围盒内三角网格曲面模型交线数据,实现曲面模型交线快速提取.实例证明,该算法可有效地提高数据密集、形状复杂的三角网格曲面模型求交效率,对逆向工程中三角网格曲面模型的裁剪、拼接及数控加工刀轨生成具有重要意义.     

移动最小二乘无网格方法

介绍移动最小二乘法的基本原理和近似函数的构造方法,并应用配点法和最小二乘原理,提出了一种基于移动最小二乘思想的最小二乘配点型无网格方法.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格方法.     

带孔洞的多边形求交集算法

为了快速准确地求出多边形之间的交集,提出了一种求取带孔洞多边形交集的新算法,把待求的有孔洞多边形分解为若干个实心多边形,每步只对两个实心多边形进行交、并、差集运算,不仅简化了多边形的数据结构,而且还降低了运算的复杂度,提高了运算速度。