利用参数平面生成曲面的均匀三角形网络

利用参数平面统一表示曲面,将曲面划分问题归结为参娄平面的平面网格划分问题。在对参数平面进行风格划分时,根据网格尺寸要求利用平行线方法生成内部结点,然后用Ｄｅｌａｕｎａｙ三角化方法生成二维网格,再通过映得到三维网络。     

基于网格划分的曲面求交算法

本文综合网格逼近法和追踪法求交的优点，提出了一种曲面求交算法。该算法首先对曲面进行三角形网格划分，再用追踪法求各网格之间的交线，最后拟合成三次参数曲线。     

规则二次曲面壳密度可变的全四边形网格剖分

本文提出了一种规则二次曲面壳上密度可变的全四边形网格剖分方法。利用二次曲面壳的标准参数方程，在二次曲面块Ｒ与参数平面的一个等参面Ｐ之间建立一种一对一映射关系。根据曲面壳上网格划分的密度要求，先在等参面Ｐ上剖分网格，然后将其精确映射到二次曲面Ｒ上。本方法消除了网格剖分时曲面上极点可能出现的奇异性，实现了二次曲面上的全四边形网格剖分，并可按网格划分的密度要求实现网格的疏密过渡。以球面，圆柱面为例，介绍     

基于投影法的隐式曲面多边形化

绘制多边形可借助图形系统的硬件来实现,因此,隐式曲面的多边形化是隐式曲面绘制的主要方法,文中提出了基于投影法的隐式曲面多边形化的方法,先在平面进行网格划分,再把平面上所有多边形面片映射到隐式曲面上,该方法对隐式曲面上有全部投影,部分投影和没有投影的多边形面片分别进行了讨论,该方法也适用于绘制隐式载剪曲面。     

常用曲面的变尺寸三角形网格划分

针对常用的旋转面（包括圆锥面、圆柱面、圆台面、圆环面等）、柱状平扫面的特点,在参数平面内采用统一的数据结构表示,将曲面网格划分问题归结为对参数平面的平面网格划分问题。在对参数平面进行网格划分时,根据网格尺寸要求生成适当的内部结点,然后用Ｄｄｌａｕｎａｙ三角化方法生成变尺寸光滑过渡的高质量形,满足有限元高精度分析计算的需要。     

散乱数据点集的三角划分算法研究

在对当前的三角网格划分方法进行比较分析后,提出了一种散乱数据点集的3D三角网格划分算法,该算法不需如同二维划分方法一样要对散乱点集对应的自由曲面分片投影,并可自然处理含有凹边界及孔域的曲面数据点集,利用网格扩展、边界环分裂和边界环封闭,根据曲面的变化逐层推进生成三角网格,使算法能方便地处理非封闭曲面、空间剪裁曲面、封闭曲面、空间多连通曲面等各种曲面的散乱数据。     

基于力学模型的曲面展开通用算法

为了解决曲面展开算法实现复杂、累积误差和通用性不佳的缺点,提出一种在三维空间内基于能量模型的曲面展开算法,待展开的曲面以三角网格形式表示,将曲面简化为三角网格的顶点组成的质点系统,通过在每个质点上加上适当的力使得三角网格产生相应的变形,达到将曲面展开的效果.与现有算法相比,该曲面展开算法适用于任意形状曲面,不需要使用投影平面,整个变形完全由网格顶点受力来驱动,便于实现、适用面广、对于不可展曲面也能得到较好的展开效果,而不会出现裂纹现象.     

曲面网格划分算法的分类与比较

本文对现有的曲面网格划分的典型算法进行了分类，对各类算法的特点加以分析和比较，指出了各个算法的适用范围。最后分析了曲面网格生成中需要进一步研究和解决的问题。     

海量散乱点的曲面重建算法研究

基于海量散乱点的曲面重建在机械产品测量造型、计算机视觉、根据切片数据的医学图像重建等领域中有重要应用.给出了一种以物体表面上不附加任何几何和拓扑信息(包括测点法矢、曲面边界信息)的散乱点集为处理对象,自动生成物体表面的三角网格模型的算法.该算法首先根据测点的邻近测点估算曲面在该测点处的法矢,并采用优化的顺序对法矢方向进行调整以使各测点处的法矢都指向曲面外侧,最后用步进立方体算法输出三角网格模型.采用新的方法计算切平面,不但进一步提高了效率,而且改善了曲面边界及尖锐棱边区域的重建效果.还提出并解决了法矢方向传播中可能出现的局部“孤岛”问题.同时,提出了一种对海量数据进行空间划分的算法,从而大大提高了海量数据的处理效率.应用实例表明,算法效果良好     

UG中复杂曲面有限元网格划分的二次开发

论文详细地叙述了曲面网格生成的映射法和直接法,首次给出了UG中二次开发曲面网格划分程序的算法流程,并编写了网格划分的实现程序和用户界面,最后给出了若干网格划分实例,程序生成的曲面网格具有良好的质量。     

保测地曲率的曲面曲线设计

给出一种在给定光滑曲面上进行曲线设计的算法．由于曲面上曲线的曲率向量可分解为测地曲率向量与法曲率向量的和,故可以通过设计平面源曲线,并将这条源曲线保测地曲率对应到给定曲面上,得到一条测地曲率和平面源曲线的曲率相同的目标曲线．取给定曲面上一点为初始点,逐次迭代跟踪得到整条目标曲线．该算法既可以用来进行曲面上的图案设计,也可用于求解光滑曲面上的测地线。     

拓扑最优的可展网格曲面放样建模

在服装、制鞋、钣金等行业的产品外形设计中,经常需要插值多条特征空间曲线,构建可展曲面 (可无伸缩地展开成平面)。针对这一问题,基于Dijkstra算法提出了一种新的放样建模算法：给定多条参数曲线,经过自适应离散后,寻找一个全局拓扑最优的可展网格放样曲面（针对不同的目标曲面能量,同样可以产生目标能量定义的拓扑最优的放样网格曲面）。该问题最终可转化为有向无环图(DAG)的单源最短路径的求解,算法的时间复杂度为O(N log N),其中N为搜寻空间。测试结果表明该算法在相关行业的放样外形设计方面具有实际工程应用价值。     

Loop细分曲面的优化拟合算法

提出一种用于构造给定三维模型的拟合Loop细分曲面的迭代优化算法,使得拟合曲面与原始模型之间的逼近误差最小.算法中的逼近误差定义为原始模型各面元到拟合曲面最小距离的积分.与Loop细分小波分解算法的比较表明,该算法以适度的运行时间代价得到了更优的结果.此外,该算法还可以加以推广,作为一类从输入模型生成其近似表示的优化算法的基础.     

实用的可展曲面上的C~1曲线插值方法

曲面上的曲线插值是计算机辅助几何设计的重要课题之一.利用可展曲面可与平面贴合的性质,构造一个等距对应将可展曲面展成平面,从而将可展曲面上的曲线插值归结为通常的R2上插值曲线的构造,并证明所得的插值曲线为C1连续.最后以柱面、锥面以及切线曲面为例构造插值曲线,图例显示该算法具有满意的效果.     

Progressive point set surface compression based on planar reflective symmetry analysis

In this work we propose an algorithm for progressive point set surface compression based on planar reflective symmetry analysis. For a given point set surface, we detect the primary symmetry plane and project the surface onto three orthogonal planes including the primary symmetry one. Then, on each projection plane, we adaptively subdivide the support domain into rectangular sub-domains. Analyzing the projected geometry on each sub-domain, we partition the original surface into portion(s), if any, that each can be modeled as a height field and the remaining portion, if any, that cannot. Further, we identify symmetric pairs of height-field portions, if any. Finally, different encoding techniques are designed for different types of surface portions, resulting in a generic progressive point set surface encoder that processes surfaces of arbitrary topological complexity and yields outstanding rate–distortion performance.     

圆柱面和锥面上数据集的最近邻查询方法

为处理圆柱面和圆锥面上数据集的最近邻查询问题,提出利用Voronoi图进行查询和曲面转换2种解决方法。在圆柱面和锥面上构造Voronoi图,利用Vornoi图进行查询处理。将圆柱面和锥面转换映射为二维有界平面,给出转换规则和查询算法。对2种方法进行实验分析,结果表明,利用Voronoi图的方法适合静态数据集的最近邻查询,曲面转换方法对动态数据集的最近邻查询更有效。     

一种参数曲面与隐式曲面的求交算法

提出一种新的参数曲面与隐式曲面的求交算法,即把参数曲面的表达式代入到隐式曲面的方程中去,得到关于两参数的方程,可把求解这个方程的问题视为在第二维标量场抽取参数曲面的参数域的等值线。该等值线在参数曲面上的映射,便是参数曲面与隐式曲面的交线。     

基于三维激光扫描技术的建筑墙体外表面缺陷无损检测方法

为精准定位建筑外表缺陷,研究了基于三维激光扫描技术的建筑墙体外表面缺陷无损检测方法。采集建筑墙体信息,配准三维点云建筑墙体数据。选取RANSAC改进算法完成建筑墙体平面特征的提取。将其输入极限学习机中,输出建筑墙体外表面缺陷无损检测结果。实验结果表明,该方法可以有效检测建筑墙体外表面缺陷,实现建筑墙体外表面缺陷的精准定位,提升建筑的全寿命周期。     

基于三维表面模型的任意切割算法*

通过对三维表面模型进行切割,人们可以方便地观察物体的内部结构。针对三维表面模型,提出了一种任意切割算法。任意切割过程首先是交互生成切割曲线,生成切割面;然后通过切割面对表面模型进行切割,在切割面上生成交线序列;再由交线序列与切割面边界生成封闭的边界轮廓,确定各边界轮廓间的包含关系;最后对边界轮廓包围的截面区域进行Delaunay三角剖分并着色,得到完整的剖面。实验结果证明了该算法的有效性和可行性。