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...     

纬编针织物组织结构的三维建模方法研究

以3DS Max软件为例,探讨了针织物组织结构的三维建模方法.根据Pierce模型理论,确定了表达线圈轴线空间弯曲形态的控制点并基于非均匀有理B样条函数插值建立曲线,结合3DS Max软件的截面曲线放样技术实现了线圈的建模.按照线圈的形成规律,实现了纬平针、罗纹组织的三维建模.研究表明,基于非均匀有理B样条函数插值及截面曲线放样技术,可以方便地实现针织物三维模型的建立.     

针织物双反面组织结构的三维建模研究

探讨针织物双反面组织结构的三维建模过程及3ds Max软件在针织物结构三维建模方面的具体应用。按照Pierce理论和非均匀有理B样条函数,建立针织物双反面组织线圈轴线空间形态控制点及其曲线。根据针织物双反面组织线圈串套规律,运用3ds Max软件的截面放样建模技术实现了三维建模。研究表明:结合非均匀有理B样条函数和截面放样技术,可以方便地建立针织物三维模型。     

三维声腔模态的等几何计算分析

针对复杂空间声场建模问题,本文采用等几何分析研究了三维内部声场的建模与固有特性,基于非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spines,NURBS)建立了声腔的几何模型,由Helmholtz方程控制的内部声场同样采用NURBS基函数求解.与传统有限元相比,等几何分析保证了几何模型的精确性,避免...     

三维打印中的底层多边形优化

三维打印过程中,底层多边形模型存在着数据点冗余、形状粗糙等问题,造成模型成型效率低,表面模型不光滑,急需要对底层多边形进行优化. 现有的多边形优化算法没有考虑到在三维打印过程从多边形转换为相应的加工指令及加工机构的平滑运行等问题. 为此,本文提出一种新的底层多边形优化算法,该算法利用基于面积最小原则的多边形简化算法来减少多边形顶点数,再通过Hermrite曲线和B样条对多边形进行样条化处理,使多边形边界变得光滑,并对样条化后的多边形顶点进行均匀离散化,使优化后的底层多边形更便于机械指令集的操作. 实验结果证明该算法可以提高底层多边形的质量并满足三维打印的工程要求.     

点云管道曲面的重构

该文主要研究了根据三维散乱点云重构管道曲面的一种算法.首先将散乱的数据点分块,计算得到对应管道曲面的中心轴线上的点,然后将其作为控制顶点拟合成光滑的B样条曲线,再以B样条上的点为圆心绘制圆,最后连接所有圆生成光滑的管道曲面.该文利用散乱点的微分几何性质及最小二乘拟合算法,局部拟合最佳的圆柱面,准确计算管道面的中心轴点,...     

基于无人机倾斜摄影的校园三维模型构建

无人机倾斜摄影的三维建模具有高效率、高精度、低成本等巨大优势,针对其作为一项新兴技术缺乏较为系统的规范流程的问题,探究与完善了无人机倾斜摄影三维建模的方法流程,包括倾斜影像数据的采集、数据预处理、三维模型构建等.以江西理工大学红旗校区为例,实施了无人机航摄作业并采集了校园影像数据,对倾斜影像进行联合平差和密集匹配、数字表面模型建立、纹理映射等生成了三维初始模型,然后结合Geomagic对初始模型进行修补,完成了校园三维精细模型的构建.与传统三维建模技术比较,基于无人机倾斜摄影的三维建模具有省时省力、位置精确、高还原度、高效率等优点.     

基于节点插入原理的大规模散乱数据插值

在讨论双三次B样条曲面的构造算法和节点插入原理的基础上,提出了应用节点插入原理的、基于多层B样条的大规模散乱数据的插值方法,它具有精度高、速度快的特点,适合于要求严格的大规模散乱数据的可视化处理,已经在电子海图系统的三维特性的研究中得到成功应用。     

薄板样条函数在城市三维地质建模中的应用

介绍了薄板样条函数的基本原理。以湖南省长株潭地区地形数据为例,在Windows平台下用VC6.0实现城市三维地质的可视化。将薄板样条函数应用于空间插值,通过与测试样本点的交叉验证以及其它插值算法的比较,证明了薄板样条函数可以应用在城市三维建模中。     

基于特征的三维人体建模

应用B样条拟合方法，提出一种基于特征的人体模型网格曲面造型方法，文中介绍了B样条曲面的拟合理论和B样条曲面用于三维人体曲面拟合的具体过程及其获取具有真实感的三维人体模型的消隐处理算法。并采用了基于特征的参数化设计思想，用人体参数控制人体，使结果的变化十分快捷。     

三次样条齿线圆柱齿轮齿面接触分析

对三次样条齿线圆柱齿轮滚切加工和齿面几何接触进行了分析.在推导修形滚刀齿面方程的基础上,利用三次样条齿线滚切原理和啮合方程得到其齿面数学模型;根据两齿面在啮合中连续相切条件,建立了考虑安装误差的齿面接触分析（TCA）模型.齿面接触分析仿真结果表明,用抛物线形齿廓刀具对齿面修形,可获得抛物线型的几何传动误差,改善了啮合性...     

体成形数值模拟中的模具型腔、网格生成及接触搜索的一致描述

以三次B样条曲面描述为基础 ,对体成形数值模拟中的复杂模具型腔、锻件三维网格自动划分、锻件与模具接触的状态进行了一体化研究。利用B样条曲面的直观性、局部性、通用性和造型灵活性 ,构造了复杂模具型腔及锻件边界 ,提出了三维网格样条生成法、改进的分块样条生成法及接触判断区域层次搜索技术。     

复杂自由曲面模型的局部协调设计技术

综合应用自由曲面模型的全局美化技术和基于离散边界约束条件及裁剪B样条曲面模型的任意边域曲面填充方法,提出了一种新的针对复杂自由曲面模型的局部协调设计技术.利用可微流形的无穷小变形技术,实现紧公差约束下对点云逼近的多张B样条曲面的全局美化,保证了N边汇交曲面相邻边界处收敛的G1光滑拼接,并改善了模型的整体形状.构造包含汇交点的局部区域来裁剪N边汇交曲面,并基于边界条件的离散化处理和裁剪B样条曲面模型重构局部区域,使得局部重构曲面（即协调曲面）与裁剪汇交曲面之间满足近似G1连续,同时光滑地逼近于局部区域的特征趋势.应用实例表明,该局部协调设计技术能够较好地实现复杂曲面造型和反求工程建模中模型的整体G1连续性和保形性,并且为进一步研究基于局部协调设计的拓扑还原技术奠定了坚实可靠的基础.     

Radial Basis Function Based Implicit Surface Reconstruction Interpolating Arbitrary Triangular Mesh

In this paper,we present an approach for smooth surface reconstructions interpolating triangular meshes with ar- bitrary topology and geometry.The approach is based on the well-known radial basis functions (RBFs) and the constructed surfaces are generalized thin-plate spline surfaces.Our algorithm first defines a pair of offset points for each vertex of a given mesh to en- hance the controUability of local geometry and to assure stability of the construction.A linear system is then solved by LU decomposi- tion and the implicit governing equation of interpolating surface is obtained.The constructed surfaces finally are visualized by a Marching Cubes based polygonizer.The approach provides a robust and efficient solution for smooth surface reconstruction from various 3 D meshes.     

旋转刀盘母面成形的弧齿线圆柱齿轮数学建模

将空间啮合理论用于齿轮的齿面数学方程推导,建立了可用于理论分析的采用旋转刀盘为成形母面的弧齿线圆柱齿轮齿面数学方程.通过观察分析齿轮加工中刀盘与齿胚的运动关系,将弧齿线圆柱齿轮齿面分割为3个主要构成曲面,建立了加工过程中的动态与静态坐标系,依据曲面包络理论建立工作曲面的曲面数学方程,根据坐标转换关系建立了齿底和齿根曲面方程;在此基础上建立齿面方程.输出齿面的点云数据,通过逆向工程拟合取得可用于编辑裁剪的齿轮曲面,再根据曲面之间的关系裁剪曲面,最终生成齿轮3D模型实体.此方法建立了精确的弧齿线圆柱齿轮3D模型,并且与采用模拟加工方法生成的模型一致,为精确地进行有限元分析提供了基础;而由此方法获得的曲面方程可用于对弧齿线圆柱齿轮的理论分析.     

基于D3的层次边聚合图设计与实现

首先分析层次边聚合图(hierarchical edge bundles)使用扇环和样条曲线进行可视化布局的特点, 阐述使用样条曲线聚合连接线以减少视觉复杂度的设计细节；接着在分析基于SVG的D3(data-driven do cuments)可视化库特点的基础上, 重点描述使用贝塞尔曲线分段绘制样条曲线的过程, 并通过D3实现具有高亮、旋转等交互性的层次边聚合图。在案例分析中, 应用基于D3的层次边聚合图对jEdit和Linux的代码重复检测结果进行可视化分析。其分析结果表明:基于D3实现层次边聚合图具有可行性；将层次边聚合图技术应用到软件可视化分析中具有可行性。     

利用DICOM图片实现CT图像的三维重建

在解读医学DICADM3．0影像文件格式的基础上，获取DICADM图片文件中存储的有关文件信息．据此信息提取CT图像边缘轮廓。采用三次均匀B样条曲线拟合轮廓，完成轮廓矢量化并对所有的截面数据进行重新排列，形成规则的三维数据场。用基于体素的等值面法实现CT图像的三维重建，用OpenGL技术对三维实体进行真实感图形显示。     

制造误差对谐波齿轮应力的影响规律

为研究谐波齿轮各种制造误差对柔轮齿面应力与磨损情况的影响,根据响应面思想,设计实验,采用四因素响应面模型,分析柔轮跨距值（M值）偏差、刚轮M值偏差、波发生器长半轴偏差及短半轴偏差,分别建立相应谐波齿轮模型,并进行有限元仿真分析. 实验结果表明,凸轮长半轴偏差对柔轮齿上应力敏感度最大,柔轮、刚轮M值偏差次之,凸轮短半轴偏差敏感度最小;针对在制造加工时可能出现的刚轮与柔轮齿廓不同偏差情况提出4种误差补偿方案,即当柔轮、刚轮M值均为负偏差或分别为正偏差、负偏差时减小凸轮长半轴,当柔轮、刚轮M值均为正偏差或分别为负偏差、正偏差时增大凸轮长半轴,以此改善啮合情况并提高精度保持性.     

圆弧齿面的计算机绘制

以空间啮合理论为依据，对圆弧齿线双圆弧齿轮的齿面（简称圆弧齿面）进行了研究。从基准齿形的圆弧曲线方程出发，建立了便于计算机图形处理的圆弧齿面数学模型；针对齿面的特点，提出了齿面的计算机绘制方法和消隐算法；解决了复杂齿面的三维图形显示问题。最后，给出了计算机所绘制的图形实例。