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.     

基于张量投票的快速网格分割算法

为了根据网格模型上的尖锐几何特征对三角网格曲面进行合理分片,提出一种新的基于张量投票（tensor voting）理论的三角网格分割算法.该算法将输入网格模型上所有的三角面片聚类成由用户指定数目的若干个区域,使得区域内部三角面片上点的尖锐几何特征尽可能接近.根据网格模型顶点上基于法向的张量投票矩阵的特征值分布与顶点尖锐几何特征的对应关系,算法将网格分割转化为能量最小化问题,并适当简化能量函数的形式,用快速聚类算法求解.通过引入启发式约束,算法较好地防止了分割区域的分离.实验表明：与已有算法相比,该算法具有较快的速度,同时能够较好地分割网格曲面上的尖锐几何特征区域.     

基于图的网格分割

为了简化模型的反求过程，提出了一种基于图的网格分割算法，分别以网格中的顶点和三角面片作为图中的元素,生成两种未定向加权全连通图的表达.对于由顶点生成的图，把网格顶点的几何信息转化为颜色信息，对曲率计算引入的噪声采用中值滤波和均值滤波的方法滤除，并利用顶点之间颜色的差别作为图中连接相邻元素的边的权.对于由三角面片生成的图，利用相邻面片的二面角作为图中相邻元素的边的权，然后利用一个不相交集合的森林分割图来实现网格的分割.结果表明，这种分割方法可以快速、有效地实现网格的分割     

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.     

基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。     

网格曲面中复杂孔洞的自动修补算法

为了修补三角网格模型中的复杂孔洞，提出一种基于边扩展的复杂孔洞修补算法.通过计算出孔洞边界的最小二乘平面，并将孔洞边界投影到该最小二乘平面上，得到投影多边形.当投影多边形存在相交的边时，则对每条相交的边采用边扩展算法，生成新的三角面片，从而将复杂孔洞剖分成若干个子孔洞.对新生成的子孔洞重复上述剖分方法，直至所有子孔洞变为简单孔洞后，采用平面三角化技术对简单孔洞进行修补,并采用细分技术得到形态均匀的孔洞三角网格.实验结果表明，该孔洞修补算法适用于三角网格模型中的各种复杂孔洞,能较好地保持原三角网格模型的细节特征.     

散乱点云边界特征快速提取算法

摘要：提出一种散乱点云边界特征的快速提取算法,该算法采用R*-tree建立散乱点云空间索引结构,基于该结构快速准确获取局部型面参考点集,建立该点集的基准平面,计算点集内各点到基准平面的距离并将该距离与目标点到基准平面的距离进行比较,识别点云边界特征.实例证明该算法可快速、准确地提取散乱点云的边界特征.     

基于图的网格分割

为了简化模型反求过程，提出了一种基于图的网格分割算法，分别以网格中的顶点和三角面片作为图中的元素，生成2种未定向加权全连通图的表达．对于由顶点生成的图把网格顶点的几何信息转化为颜色信息，对曲率计算引入的噪声采用中值滤波和均值滤波的方法滤除，并利用顶点之间颜色的差别作为图中连接相邻元素的边的权．对于由三角面片生成的图，利用相邻面片的二面角作为图中相邻元素的边的权；然后利用一个不相交集合的森林分割图，进而实现网格的分割．结果表明，这种分割方法可以快速、有效地实现网格的分割．     

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.     

三维场景中角色自动寻径算法研究

以大规模三维场景中角色自动寻径为研究背景,提出一种基于A*算法的高效自动寻路的方法。针对常见三维网络游戏地图,采用RSG结构模型对三维场景的地形数据进行组织,用于实现大规模场景的平原、高山等自然地形地貌的仿真。同时,在RSG结构的地形数据基础上,生成一种基于可编辑的更细致的导航网格数据,用于辅助实现高效的寻径。在A*算法的基础上,对A*算法的启发性进行了扩展,重点研究了在导航网格数据辅助下的全局寻路算法。将该文的算法应用于大规模三维场景的角色自动寻径中,实验结果表明,文中提出的三维场景中角色自动寻径算法,方法简单、导航网格数据编辑方便,适用范围广,具有很好的应用价值。     

Synthesized Optimization of Triangular Mesh

Triangular mesh is often used to describe geometric object as computed model in digital manufacture, thus the mesh model with both uniform triangular shape and excellent geometric shape is expected. But in fact, the optimization of triangular shape often is contrary with that of geometric shape. In this paper, one synthesized optimizing algorithm is presented through subdividing triangles to achieve the trade-off solution between the geometric and triangular shape optimization of mesh model. The result mesh with uniform triangular shape and excellent topology are obtained.     

Synthesized Optimization of Triangular Mesh

Triangular mesh is often used to describe geometric object as computed model in digital manufacture,thus the mesh model with both uniform triangular shape and excellent geometric shape is expected.But in fact,the optimization of triangu- lar shape often is contrary with that of geometric shape.In this paper,one synthesized optimizing algorithm is presented through subdividing triangles to achieve the trade-off solution between the geometric and triangular shape optimization of mesh model.The result mesh with uniform triangular shape and excellent topology are obtained.     

Optimization of matrix filling in the large scale parallel RWG basis based method of moments

To solve the issue of inter-process redundant integrals in the parallel Method of Moments (MoM) using RWG basis functions, an efficient parallel matrix filling scheme is proposed through mesh index optimization. Based on a block-cyclic matrix distribution strategy, the common edges of triangles are renumbered to make the matrix elements that need the same triangular integrals be assigned to one process, thus drastically reducing the inter-process redundant integrals. Numerical results show that the proposed scheme eliminates most of the inter-process redundant integrals and greatly improves the efficiency of parallel matrix filling.     

光滑的等值线生成算法

为了生成四边形网格的等值线,通过引入虚节点将四边形网格剖分为四个三角形实现对四边形网格上等值线的生成方法避免了等值点的跟踪,但是当网格尺寸太大时,得到的等值线拐点太多,不光滑,本文利用Bezier曲线对等值线进行逼近,从而得到了光滑的等值线.     

基于菱形块的全球离散格网层次建模

在球面四元三角格网（QTM）基础上，以“菱形”块（Diamonds）作为基本单元，构建了全球离散格网的分块层次模型．用线性四叉树成熟的Morton编码作为关键字来标识菱形块，发展了具有固定方向（fixed orientation）的“块”层次编码技术及邻近搜索算法．利用地址码的邻近特征，建立了块层次之间、块与格网之间和格网层次之间的关联关系，并设计了全球多层次“菱形块”的层次操作和动态调用方法．研究结果表明：该模型在保持原有精度基础上，几何结构更简单；既避免了传统算法各层次间数据存储冗余问题，又使邻近搜索、数据更新和显示操作变得方便易行．     

基于区域追踪法的三角化算法

本文提出了一种基于区域追踪法的三角化算法，所生成的三角网格在三角形最小内角为极大的意义下是最佳的，在数据结构上给出了棱边链表结构及其算法。     

反求工程中离散曲率估算方法

提出了一种新的对三角网格模型和散乱点数据都适用的曲率估算方法。该算法识别了Meyer的三角网格模型离散曲率估算方法中估算异常的区域,以异常区域内的每个顶点的2环邻域作为k邻域,采用加权的局部抛物面拟合法对异常区域曲率进行了估算。通过构建局部三角剖分,把算法扩展应用到了散乱点数据。实验结果表明,本文算法受三角网格形状影响较小,有一定的抑噪能力,能有效地识别曲面的基本特征。