Loop型半静态细分方法

在拓展四次三方向Box-样条曲面离散定义的基础上,导出了半静态Loop细分方法,并构造了该细分方法的二邻域细分矩阵.通过对细分矩阵特征值的理论分析,证明了文中方法的细分极限曲面收敛且切平面连续.半静态Loop细分方法的细分矩阵随细分次数规则变化,与传统Loop细分方法相比,该方法具有更大的灵活性和更丰富的造型表现能力.     

曲面三参数四点造型

文章是对经典的四点细分格式进行推广,提出了可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲线形状调整和控制的四参数四点细分曲线造型方法,并把该方法扩展到曲面上;对其收敛性进行了分析,同时给出了曲线曲面C0到C2连续的充分条件。     

细分蒙皮曲面

对细分曲面在曲面造型中的应用进行了研究,并着重于蒙皮曲面造型技术．所提方法在传统的蒙皮曲面构造过程中引入细分方法,有效地避免了因截面曲线的相容性处理而产生的数据量激增的问题;最后生成的蒙皮曲面能够精确插值预先设计的截面曲线,并且可以在指定的截面曲线处产生折痕效果．     

带尖锐特征的Loop细分曲面拟合系统

实现了一个基于带尖锐特征的Loop细分曲面的三角网格拟合系统,其基本原理来自文献,但在系统设计层面对原算法作了相当大的补充和完善．整个系统框架包括尖锐特征提取、保持尖锐特征的三角网格简化、保持尖锐特征的网格平滑和拓扑优化、基于最近点策略的重采样和线性拟合系统求解．所得到的拟合曲面质量较原来的结果有了显著提高。     

曲面四参数四点细分方法

对经典的四点细分格式进行推广,提出了可通过对形状参数的适当选择来实现对极限曲线形状调整和控制的四参数四点细分曲线造型方法.把该方法扩展到曲面上,对其收敛性进行了分析,同时给出了曲线C0到C3连续和曲面连续的充分条件.     

任意拓扑网的细分改进

在改进任意拓扑网构造光滑表面时,初始控制网格确定的情况下,生成的曲面形状惟一确定,最终的物体造型也随之确定,不具有可调性,因而在曲面细分过程中引入了控制参数和摄动。通过引入控制参数,调节一个参数值,使得所得的细分曲面的表达度可控,可以得到一系列的细分曲面。引入摄动是为了改进了空间位置,允许局部地调控约束曲面的形状。最后给出了曲面设计的实例,表明这种算法简单、有效。     

基于任意三角网格的ternary插值细分曲面造型及其分析

针对任意三角网格,提出一种简单有效且局部性更好的带参数的ternary插值曲面细分法,给出并证明了细分法收敛与G1连续的充分条件.在任意给定三角控制网格的条件下,可通过对形状参数的适当选择来实现对插值细分曲面形状的调整.     

基于任意拓扑网的细分可控表达方法

在初始控制网格确定的情况下,生成的曲面形状惟一确定,最终的物体造型也随之确定,不具有可调性.通过在曲面细分过程中引入一个参数,给出一种新的细分曲面构造的算法,使得所得的细分曲面的表达度可控.调节一个参数值,可以得到一系列的细分曲面.最后给出了曲面设计的实例,表明这种算法简单、有效.     

基于Catmull-Clark细分的曲面布尔运算基础研究

基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的基础布尔运算,包括曲面求交、裁剪和网格级基础布尔运算,首先将细分曲面的求交转换为对一定细分层次的细分控制网格求交,得到满足一定精度要求的交线;采用局部修改交点处的控制网格拓扑结构和控制网格顶点位置的方法,实现了对细分曲面的裁剪;最后提出一种对一定细分层次的四边形控制网格进行操作的布尔运算,称之为细分曲面网格级布尔运算,包括布尔交、布尔并和布尔差3种运算,并给出了运算的基本原则与应用实例.     

隐式曲面的快速适应性多边形化算法

通过将隐式曲面多边形化过程分为“构造”和“适应性采样”两个阶段,实现了隐式曲面多边形逼近网格的适应性构造．通过基于空间延展的Marching Cubes方法得到隐式曲面较为粗糙的均匀多边形化逼近,根据曲面上的局部曲率分布,运用适应性细分规则对粗糙网格进行细分迭代,并利用梯度下降法将细分出的新顶点定位到隐式曲面上;最终得到的多边形网格是适应性的单纯复形网格,其在保持规定逼近精度的前提下,减少了冗余三角形的产生,网格质量有明显改善．该算法可用于隐式曲面的交互式可视化过程．     

细分曲面求交交线计算方法的研究

主要针对三角网格的细分曲面求交提出了一种有效的交线计算的方法,该方法适用于任意三角网格的细分曲面中.在利用AABB和二部图进行初始控制网格相交性检测后,利用该方法快速有效地求出细分曲面的交线.     

基于子分规则的边折叠简化方法

边折叠简化方法是一种主要的三角网格简化方法,已成为多分辨率自适应曲面参数化,基于法向细节的几何压缩,渐进风格算法的重要组成部分,文中采用子分的思想生成三角网格模型的新顶点,从而减小了简化模型和原始模型之间的误差,此外,还给出保持模型流形的方法,最后给出一种新的计算简化网络与原发中网络之间的Metro距离的采样方法,并分析这个距离误差。     

基于凸凹性的网格细分综合优化

实际工程中希望表示物体的三角形网格形状优良,同时拓扑逼近真实曲面。但是对非均匀离散点云重建得到的网格进行优化时,这两个标准常常是相互矛盾的。该文针对在实际工程中遇见的这个问题,提出一种结合全局特征以及局部特性的细分算法。该算法避免了一般细分方法对凹区域处理出现的折叠现象,可以获取三角形形状和空间拓扑的综合优化解。最后通过对于工程应用实例的细分计算,得到了与原始网格拓扑一致,但更逼近真实曲面的细分优化网格,表明了所提出简化算法的有效性。     

真实感人脸模型的细分曲面重建

提出一种利用2张正交照片和细分曲面进行真实感三维人脸建模的方法,并实现了不同模型间的三维变形.为了构造个性化的人脸几何模型,将网格简化、自由曲面变形和细分结合起来,得到多个层次细节下的人脸模型;再经过纹理融合和映射,完成个性化的真实感三维人脸建模;同时利用线性插值实现了同拓扑真实感模型间的光滑变形.实验结果表明：该方法不仅可以进行有效的真实感三维人脸建模,而且变形简单流畅,具有广阔的应用前景.     

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.     

散乱数据点的细分曲面重建算法及实现

提出一种对海量散乱数据根据给定精度拟合出无需裁剪和拼接的、反映细节特征的、分片光滑的细分曲面算法．该算法的核心是基于细分的局部特性,通过对有特征的细分控制网格极限位置分析,按照拟合曲面与数据点的距离误差最小原则,对细分曲面控制网格循环进行调整、优化、特征识别、白适应细分等过程,使得细分曲面不断地逼近原始数据．实例表明：该算法不仅具有高效性、稳定性,同时构造出的细分曲面还较好地反映了原始数据的细节特征。     

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.     

带折痕的Loop细分曲面等距面处理算法

Loop细分曲面不同细分层次的网格面可作为不同加工工序的加工模型.现有等距面生成算法因未考虑折痕和边界的特殊情况,当折痕或边界存在时将会生成与预期结果有较大差别的等距面.给出了折痕等尖锐特征处极限等距位置的计算方法,以及根据尖锐特征点极限位置反求初始网格等距位置的Gauss-Jacobi迭代公式,并证明了其迭代收敛性.采用文中算法得到的等距网格面令人满意.     

Surface modeling with ternary interpolating subdivision

In this paper, a new interpolatory subdivision scheme, called ternary interpolating subdivision, for quadrilateral meshes with arbitrary topology is presented. It can be used to deal with not only extraordinary faces but also extraordinary vertices in polyhedral meshes of arbitrary topologies. It is shown that the ternary interpolating subdivision can generate a C¹-continuous interpolatory surface. Some applications with open boundaries and curves to be interpolated are also discussed.     

Subdivision Schemes for Thin Plate Splines

Thin plate splines are a well known entity of geometric design. They are defined as the minimizer of a variational problem whose differential operators approximate a simple notion of bending energy. Therefore, thin plate splines approximate surfaces with minimal bending energy and they are widely considered as the standard "fair" surface model. Such surfaces are desired for many modeling and design applications.
Traditionally, the way to construct such surfaces is to solve the associated variational problem using finite elements or by using analytic solutions based on radial basis functions. This paper presents a novel approach for defining and computing thin plate splines using subdivision methods. We present two methods for the construction of thin plate splines based on subdivision: A globally supported subdivision scheme which exactly minimizes the energy functional as well as a family of strictly local subdivision schemes which only utilize a small, finite number of distinct subdivision rules and approximately solve the variational problem. A tradeoff between the accuracy of the approximation and the locality of the subdivision scheme is used to pick a particular member of this family of subdivision schemes.
Later, we show applications of these approximating subdivision schemes to scattered data interpolation and the design of fair surfaces. In particular we suggest an efficient methodology for finding control points for the local subdivision scheme that will lead to an interpolating limit surface and demonstrate how the schemes can be used for the effective and efficient design of fair surfaces.