STL模型的融合拼接研究

提出了基于STL模型文件的二次设计的融合、拼接理论算法，可以便捷的将不同设计的优良部分结合，亦可以保留优良部分形成模板化的系列设计，充分利用了STL文件格式作为通用数据接口格式的优势。模型重构后的二次设计改形是基于逆向工程技术的产品创新设计的有效手段，能够给企业带来极为显著的经济效益。     

面向STL格式零件曲面的测点合理规划的研究

首先比较分析了目前国内外几种流行的三角网格（STL格式）曲面的曲率计算方法,并对其中一种最为常用的计算方法进行简化处理,经过简单处理方法所得的曲率值可满足本算法的要求。根据给定采样点数,通过计算各顶点曲率值并考察其变化趋势相应地变搜索步长获取测点,提出一种面向三角网格曲面的测点合理规划算法。最后给出的实例表明该算法效果较好。     

Bezier曲面的G1连续光滑拼接及其OpenGL仿真

用多片低阶Bezier曲面逼近一复杂曲面时，在曲面边界会产生不连续的问题。文中介绍了两个Bezier曲面边界G^1连续的条件，研究了4个Bezier曲面沿边界G^1连续时，边界处及公共顶点须满足的条件，并通过计算机编程控制OpenGL这一三维图形接口把曲面的拼接仿真出来。     

基于STL模型的自由曲面轮廓度误差评定

借鉴CAD模型的自由曲面轮廓度误差评定模型,给出STL模型;把空间点到STL模型的有向距离转化为点到自由曲面的距离的计算方法,并结合带有收缩因子的粒子群算法对自由曲面的轮廓度误差进行评定。该模型成功解决了测量仪检测自由曲面时存在的设计坐标系与检测坐标系不重合的问题。主要工作是用粒子群算法解决被测曲面和设计曲面之间的定位问题,同时简化计算了空间点到STL模型的距离。在搜索空间点所对应三角面片的过程中,兼顾就近原则确定对应顶点,从而提高了搜索效率;最后运用仿真实验验证了算法的可行性。采用该方法能够有效地评定已知CAD模型的自由曲面的轮廓度误差。     

基于OpenGL的STL文件三维模型真实感图形视化研究

在对STL文件特点进行深入研究的基础上,利用VC++6.0环境下的MFC的串行化文件I/O操作机制,本文实现了对STL文件的读取.运用OpenGL的三角形面片绘制技术、光照模型、材料属性等渲染功能,对STL文件三维模型真实感图形可视化进行了研究,并实现了STL文件的真实感图形显示.     

Imageware中光滑拼接曲面的方法

逆向工程软件的曲面反求中,曲率较大的地方往往难以得到较好的曲面反求效果,针对该问题提出了一种基于曲率变化的分块曲面构建拼接方法。该方法根据曲率显示的点的颜色特征进行点云数据的分割,分别获得单片光滑曲面,然后将单片曲面拼接起来以实现完整的自由曲面造型。在曲面拼接过程中,调整两片曲面相邻两列控制点,使其三点共线,以达到拼接处一阶连续。最后通过一个典型的实例证明该方法构造的曲面与原始点云的最大误差为由点阵直接拟合生成的曲面误差的1／3,为由点一线一面构造的整块曲面误差的1／5。     

基于STL格式的实体分割

介绍了一种在快速成形系统制造中如何将一个较大的实体分割成若干个独立的小实体的方法,解决了快速成形设备受加工零件尺寸限制的问题,对扩大快速菜设备的尺寸加工范围具有重要意义。     

基于Open GL的STL数据检验及修补系统

针对STL数据模型容易出错的问题，提出了通过对STL数据模型的正面与背面赋予不同材质，在双面光照条件下，多角度真实感显示原始模型，从而快速判定是否需要进行修复处理或重新生成STL数据模型的方法。并实例证实了该方法的有效性。     

基于VC和OpenGL的STL文件的分层和显示

STL文件是快速成型系统的标准文件类型,广泛应用于数控加工、逆向工程和有限元分析等.详细介绍了STL文件的读取和分层算法,并利用VC＋＋6.0平台结合OpenGL编程技术,实现了STL文件格式的读取、分层算法以及STL模型的三维显示、视角变换、缩放、平移和分层显示等功能.为进一步实现数控系统直接使用STL文件进行加工奠定了基础.     

面向STL模型的几何自适应曲面网格生成

采用保特征的模型分解方法将STL模型分割为多个子域,并为每个子域构建参考平面,将一类基于映射思想的前沿推进曲面网格生成算法应用于子域网格生成.在子域上构建G1连续的三角Bemstein-Bézier曲面,利用曲面的方向导矢计算子域的黎曼度量,在黎曼空间生成参数平面网格,以消除映射畸变.考虑曲面曲率和邻近特征计算边界采样点尺寸,利用采样点的Delaunay三角化为背景网格建立几何自适应尺寸场,通过尺寸场光滑化确保不同尺寸网格之间的合理过渡.数值试验表明,算法能针对复杂的STL模型生成高质量的自适应网格.     

B样条曲面光滑拼接方法

传统B样条曲面拼接要求在拼接边界上节点矢量相同,导致使用范围受限。提出一种适用于节点矢量不必相同的曲面拼接方法,可在一张曲面因几何约束而发生形状改变后,其他与之相接的曲面自适应地做出变形调整,保证精度要求下的拼接边界G~1连续,并运用实例验证了多曲面拼接方法的有效性。     

A级曲面拼接在产品造型设计中的应用

在产品造型设计中自由曲面应用广泛,但单一曲面无法完成产品造型设计,使用多个曲面A级拼接,问题可以有效解决。现以Pro/ENGINEER为设计平台,以一款门把手造型设计为例,重点阐述通过控制曲线端点连接方式和曲面边界条件实现曲面间的A级连接。     

Imageware中光滑拼接曲面的方法

逆向工程软件的曲面反求中,曲率较大的地方往往难以得到较好的曲面反求效果,针对该问题提出了一种基于曲率变化的分块曲面构建拼接方法.该方法根据曲率显示的点的颜色特征进行点云数据的分割,分别获得单片光滑曲面,然后将单片曲面拼接起来以实现完整的自由曲面造型.在曲面拼接过程中,调整两片曲面相邻两列控制点,使其三点共线,以达到拼接处一阶连续.最后通过一个典型的实例证明该方法构造的曲面与原始点云的最大误差为由点阵直接拟合生成的曲面误差的1/3,为由点-线-面构造的整块曲面误差的1/5.     

基于STL格式数据的网面体碰撞检测方法

在剖析STL网面体模型的数据结构的基础上,用矢量方法对三维空间的STL三角形网面体的相互碰撞检测问题进行了较深入的分析,给出相应的碰撞检测算法,并提出一些基于实践应用经验的改进和优化方法。     

曲面拼接与扩展的三角剖分算法的改进

对递归分割曲面在编辑方面的拼接和平面扩展问题的散乱点的三角剖分算法进行了研究.通过边界轨迹优先生成和点的有效性判断等约束条件对原有剖分算法进行了改进,顺利实现了递归分割曲面的拼接和平面扩展,并保证了拼接边界和扩展边界网格拓扑的正确性.     

IGES格式中裁剪曲面信息的解析

对IGES格式中裁剪曲面的数据信息进行了解析,指出读取裁剪曲面数据信息的合理方法。在此基础上提出并实现了一个裁剪曲面IGES数据的解读模块。     

基于MFC的STL格式数据文件接口问题研讨

在开发与快速成形相关的软件时,对STL格式的数据文件的读取是必不可少的。对STL文件的两种格式(二进制格式和ASCII码格式)作详细分析,并给出用MFC对这两种格式数据读取的具体算法。     

基于STL切片数据截面轮廓的高质量分段拟合算法

STL文件格式是对CAD表面进行三角形剖分后所得模型,切片后的截面轮廓呈现多边形状,会降低成型件的精度。为提高轮廓质量,提出了使用NURBS曲线、直线段和圆弧对切片轮廓进行重新拟合。应用结果表明:重新拟合后的截面轮廓线比原有截面轮廓线误差减小48.5%。该方法能有效提高截面轮廓的精度和光滑度。     

改进的NURBS曲面片拼接算法

研究了已网格化的曲面片之间的拼接技术并对现有的拼接算法进行了改进。首先,根据哈特利-贾德的弦长参数化算法求取非均匀有理B样条（NURBS）曲线上的节点向量,利用节点向量和曲线反求出控制顶点,并采用投影变换的方法求出权因子。其次,根据要求调整曲面片上的控制顶点,使曲面片之间达到G1连续。最后,再对已拼接好的曲面片上的控制顶点进行整体修改,重新排列整张曲面片上的控制顶点,从而实现曲面片的无缝拼接。用专业的三维造型软件对拼接后合并的曲面片进行了测试,结果表明,该方法在保证曲面片之间G1连续的情况下可使多块曲面片实现无缝拼接,无缝拼接试验中的平均误差为0.0049°。     

基于扩展Z-Buffer的STL模型三维分段研究

CAD模型的三维分段离散是基于堆积/去除的复合快速原型工艺的关键技术之一.为此提出基于扩展Z-Buffer对STL模型进行三维分段离散.首先设计了扩展Z-Buffer的数据结构,然后研究了由STL模型获得扩展Z-Buffer模型的快速离散方法,最后研究了由扩展Z-BUffer模型获得无干涉的子Z-Buffer模型方法.实例证明,本算法具有很强的可靠性和适应性.