基于局部单射的平面形状插值形变

在只给出用简单多边形表示的两输入形状的情况下,实现一种简单易用、自然高效的形状插值方法.首先利用基于形状感知的特征匹配算法生成源形状和目标形状之间的匹配;之后在源形状上构造三角剖分,并通过求解映射到目标形状上的尽量刚体的局部单射得到同构三角剖分;最后利用扭曲有界的插值方法得到中间序列.实验结果表明,该方法构造的形变结果能较好地体现源形状和目标形状的特征对应信息,形变过程自然,扭曲较小.     

保内部相似性的平面形状混合算法

为了在计算机动画中可以得到较好的图形过渡效果,提出了一保持平面多边形内部相似性的形状混合算法,从而有效地避免了中间多边形发生局部萎缩或者膨胀的现象.此方法从源和目标多边形的同构三角剖分出发,对同构三角网格每一个夹角处表示边角关系的几何量线性插值得到相对应的中间几何量,通过这些中间几何量以及它们与顶点坐标之间的关系来建立线性方程组,给定初始条件后用现成的程序库快速求解来得到中间三角网格(其边界即为中间多边形).还通过引入特征多边形来保持混合多边形的全局视觉特征.该算法计算量小、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,适合于实际应用中实时的要求.     

位移纹理形状创新应用

三维模型的形状合成是计算机图形学和辅助设计的重要研究课题。借鉴三维模型的位移映射,提出一种形状创新方法,能够生成新颖的三维造型。包括四个部分：首先从特征形状源模型提取三维图案作为位移纹理的生成元素;其次根据宿主网格模型定义三维构图知识,包括构图坐标系类型和其他纹理映射参数;第三是宿主模型进行自适应剖分;最后根据三维图案和映射参数生成位移纹理并与宿主模型融合后生成新的三维造型。     

带纹理映射的牙膏体构造法及其OpenGL实现

在探讨三维Morphing(形状过渡)技术的基础上,提出了一种带不失真纹理映射的牙膏体构造法,较详尽地阐述了三角网格剖分算法的思想.牙膏体是一个包含帽体和膏体两部分的复杂曲面体,从顶部圆台过渡到中间圆面、最后过渡到底部一条直线,它们在拓扑结构上是同构的,因此能通过OpenGL的顶点数组编程加以实现.这种组合曲面造型法不仅方便,还提供丰富的参数选择,具有一定的应用意义,也能有效应用于二维半形状、火箭体和鱼类等绘制.     

基于特征约束点的纹理映射算法

纹理映射技术用于生成物体表面的纹理细节,是真实感图形技术的重要组成部分,也是计算机图形学的一个重要研究方向.针对目前很多纹理映射算法计算量大,方法比较复杂的缺点,应用Candide3作为三维网格模型,提出了一种快速有效的基于特征约束点的纹理映射算法.通过在三维网格模型和纹理图像上选取少量对应的特征约束点,利用三角网格剖分算法在纹理图像上建立选取特征点的三角网格.进而通过求取质心坐标的方法计算出三维网格模型上所有特征点的纹理坐标并完成整个三维网格模型的纹理映射.实验结果表明,提出的算法计算速度较快,能够得到高真实度的纹理映射效果,并且适用于不同纹理图像映射到同一三维网格模型上.     

基于球面调和映射的三维产品形态融合方法研究

三维产品形态的创新设计在产品造型设计中具有重要的地位,是提高产 品竞争力的重要手段。基于球面调和映射,提出一种新算法,在两个产品之间实现形态的变 形,进而产生多种产品形态。首先对两个三维产品形态划分三角网格; 然后将网格化的产品 形态嵌入到一单位球面上,生成嵌入体模型,该嵌入体与其三维产品形态有着相同的拓扑结 构;最后将这两个嵌入体融合,在两个形态之间建立一种对应关系,通过线性插值生成一系 列的中间形态。以两个不同形态的鼠标基体模型为例进行实验研究,结果表明该算法对于产 品形态的融合具有很好的适用性。在计算机辅助产品形态造型设计中将具有良好的应用前 景。     

基于拓扑及三角剖分的无约束场景特征匹配

针对处理重复内容、非单一平面场景时传统方法常见的误匹配、漏匹配问题,提出基于特征点拓扑结构及三角剖分的无约束场景特征匹配方法.利用相似内容比非相似内容具有明显更近特征描述欧氏距离的特点,提出K近邻距离比算法,保留具有明显更小灰度及梯度差异的多对多特征点对作为初匹配,以减少漏匹配;通过特征点三角剖分的映射去除K近邻距离比初匹配中一对一误匹配;根据两图特点集的拓扑相似性度设计基于拓扑的分级三角剖分算法,并对K近邻距离比初匹配中多对多匹配进行一对一确认,得到无约束场景特征匹配结果.实验结果表明,该方法可同时显著抑制误匹配和漏匹配.     

优化变形能的平面多边形同构剖分

平面多边形间的同构三角剖分是平面形状渐进过渡与插值的基础,降低对应三角形的变形程度是获得高质量应用的关键.文中提出一种基于变形能优化的2个平面多边形的同构剖分算法,其中包含同构剖分生成和变形能最小化2个模块.首先根据用户指定的对应特征点对多边形进行顶点重采样,得到顶点一一对应的2个多边形;然后利用带约束的Delaunay剖分对其中的一个多边形进行三角化,得到源网格;再用重心坐标将源网格的内部顶点嵌入到另一个多边形得到同构剖分(目标网格);最后逐一检查三角形的变形能,对源网格中变形能超过阈值的三角形进行细分,用同构剖分模块生成新的目标网格.实验及数据统计分析表明,该算法可以得到较好的同构三角剖分,提升网格质量,并能很好地避免纹理细节失真.     

一类三角Bézier曲线的形状特征

在几何造型的许多应用中,良好的曲线形状应该消除不必要的奇点和拐点,因此 往往需要预知与分析参数曲线的各种形状特征,以避免出现奇异形状的设计风险。为了快速确 定参数曲线的形状特征,利用锥面的齐次性简化了参数曲线的形状条件,得出了一类带 2 个形 状参数的二次三角 Bézier 曲线的尖点条件锥和 2 张重结点边界条件锥;3 张特征锥面及其切平 面将特征空间划分为不同的特征区域。曲线的形状特征完全由特征点在特征空间的分布区域决 定。用垂直于坐标轴的平面切割特征空间,可得到基于包络与拓扑映射方法的所有形状条件分 布图。进而讨论了形状参数变化对各特征区域的影响,相关结果可使设计者明确如何配置控制 顶点或者调节形状参数,使得生成曲线为全局凸或局部凸曲线,或具有所需要的奇点与拐点, 或将当前曲线形状调节为另一种所需的形状。     

一种快速三维散乱点云的三角剖分算法

改进了一种三维散乱点云三角剖分算法。三角剖分是点云数据曲面重构的主要算法之一,但针对三维散乱点云的三角剖分存在剖分效率不高,剖分得到的三角曲面形状无法控制,细节特征表现不足的问题。提出了基于空间栅格划分的三角剖分算法,并提出了一个新的评价函数,以控制三角网格曲面的生长。实验证明,改进后的算法极大的提高了剖分效率,而且能保证最终生成的三角网格曲面平滑而保有丰富的细节特征,适用于在虚拟现实、曲面重构等领域推广使用。     

基于区域分割的三角网格模型相似性比较

为了在工程应用中检索已有的三角网格模型,以便重用相应零件的设计信息,节省设计和加工成本,提出一种基于区域分割技术的三角网格模型相似性比较算法。依据三角网格模型的球面图像将模型分割为若干个区域;对每个分割得到的区域用一个10维向量表达其形状的几何特征和拓扑特征,一个三角网格模型的特征即可通过各分割区域所对应的10维向量组成的向量组表达;将该向量组作为三角网格模型的形状描述子,两个三角网格模型的相似性可通过相对应的形状描述子间的相似性表达。将描述子中的每个向量看成是一个带有属性的节点,通过两组节点组成的完全二分图的最优匹配进行两个形状描述子之间的相似性比较,实现两个三角网格模型之间的相似性比较。实验结果表明,该算法有效可行。     

基于三角网格模型简化的研究

三角网格模型需要大量的信息来记录点、边和面之间的连接关系,对于复杂模型更需要大量的存储空间,且在网络上传输的速度比较慢。三角网格模型的简化对于其存储、处理、传输以及实时绘制有着重要的意义。本文在针对国内外关于这一领域相关技术研究的基础上,设计出了一种基于三角形删除的简化算法。该算法首先计算三角形的权重,根据设定的权重差值比例来删除相应的三角网格模型区域,然后再对删除后的区域实行三角网格的重建。最后,以两个实例进行探讨,以原始网格模型与简化后的网格模型进行对比,说明本文所设计的网格模型简化算法即有效地实现了三角网格模型的简化,又保持了三角网格模型原有的基本特征,且使简化的效率得到了提高,达到了令人满意的结果。     

在机检测中三角网格拓扑重建方法的研究

对STL（Stereo Lithographic）模型中三角面片进行拓扑重建是解决在机检测系统中对零件模型表面进行曲面划分的前提条件之一。在建立点-边拓扑关系的基础上,将原有基于顶点坐标值浮点数比较的半边匹配结构转化为基于索引值的整型数匹配,并提出了基于关联-散列结构三角网格拓扑重建方法。该方法采用散列结构为辅助数据结构来减少STL模型顶点归并和边界归并的计算量,利用STL模型相邻网格单元数据相关性降低哈希函数的构建难度并提高冲突处理效率,在滤除冗余数据的同时完成拓扑关系的建立。计算实例验证了该算法的高效性和有效性。     

直觉模糊知识粒的分解与合成研究

针对近似空间笛卡尔积粗糙集模型及其可分解性问题,采用直觉模糊三角模算子构成新的直觉模糊积近似空间,研究了基于直觉模糊知识粒下积粗糙集模型的分解及合成问题.首先,运用直觉模糊三角模运算构造出新的直觉模糊关系,验证了其符合等价关系的条件,并给出新的等价关系的算法原理;其次,构建了直觉模糊积粗糙集模型,对其模型结构及数学特性...     

√3-Subdivision-Based Biorthogonal Wavelets

A new efficient biorthogonal wavelet analysis based on the radic3 subdivision is proposed in the paper by using the lifting scheme. Since the radic3 subdivision is of the slowest topological refinement among the traditional triangular subdivisions, the multiresolution analysis based on the radic3 subdivision is more balanced than the existing wavelet analyses on triangular meshes and accordingly offers more levels of detail for processing polygonal models. In order to optimize the multiresolution analysis, the new wavelets, no matter whether they are interior or on boundaries, are orthogonalized with the local scaling functions based on a discrete inner product with subdivision masks. Because the wavelet analysis and synthesis algorithms are actually composed of a series of local lifting operations, they can be performed in linear time. The experiments demonstrate the efficiency and stability of the wavelet analysis for both closed and open triangular meshes with radic3 subdivision connectivity. The radic3-subdivision-based biorthogonal wavelets can be used in many applications such as progressive transmission, shape approximation, and multiresolution editing and rendering of 3D geometric models.     

基于车身曲面离散点的三角形网格优化

1.前 言 车身设计和制造中,常常需要解决曲面逆求的问题,即给定一组车身表面的三坐标测量点,如何求解其曲面网格来表达车身曲面的原始形状.目前常用的曲面逆求方法通常都是根据离散点来生成曲面的三角形网格,然而,由于曲面测量点分布的无序性和无规则性,无论采取何种逆求的方法,生成的三角形网格大都会存在尖角,长边和短边等缺点.如果直接将这样的三角形网格运用于有限元计算,必然会影响计算结果.对于这样的三角形,本文通过给     

Principal square root of 3-subdivision-based biorthogonal wavelets

A new efficient biorthogonal wavelet analysis based on the principal square root of subdivision is proposed in the paper by using the lifting scheme. Since the principal square root of subdivision is of the slowest topological refinement among the traditional triangular subdivisions, the multiresolution analysis based on the principal square root of subdivision is more balanced than the existing wavelet analyses on triangular meshes, and accordingly offers more levels of detail for processing polygonal models. In order to optimize the multiresolution analysis process, the new wavelets, no matter whether they are interior or on boundaries, are orthogonalized with the local scaling functions based on a discrete inner product with subdivision masks. Because the wavelet analysis and synthesis algorithms are actually composed of a series of local lifting operations, they can be performed in linear time. The experiments demonstrate the efficiency and stability of the wavelet analysis for both closed and open triangular meshes with principal square root of subdivision connectivity. The principal square root of -subdivision-based biorthogonal wavelets can be used in many applications such as progressive transmission, shape approximation, multiresolution editing and rendering of 3D geometric models.     

三角域上生成三角多项式曲面的实用方法

提出一种三角域上带三个形状参数的三角多项式基函数,基于此基函数可以生成一种三角域上的三角多项式曲面。该曲面可以构建边界为椭圆弧、抛物线弧以及圆弧的曲面。在不改变控制网格的情况下,所提出的曲面可以使用形状参数对曲面进行可预测的灵活调整。为了能够高效稳定地计算该三角多项式曲面,提出一种实用的de Casteljau-type算法。此外,还给出了连接两个三角多项式曲面的[G1]连续条件。     

大规模网格模型间的快速视觉布尔运算

为了解决产品设计阶段中大规模网格模型间的布尔运算无法实现立等可得的速度瓶颈,提出了一种新算法。该算法利用离散化采样获得射线段点云模型,将三角面片间的3D布尔运算转换为射线段间的1D布尔运算,对相交处的交点进行高精度的求解和插值处理,使得布尔运算速度大为提高,从而大大提升复杂拓扑结构的产品设计效率。通过该算法所获得射线段点云模型可获得等同于基于三角网格的渲染效果,该方法可进行工程应用。