点元表示的参数曲面相切判断与计算

提出了一种基于点元的参数曲面求切新算法,该算法先对曲面进行离散点元采样,通过层次包围盒测试,建立法向包围锥,对判断为可能相切的区域,根据精度自适应动态重采样点元,最后进行求切运算。实验表明,通过对曲面可能相切区域分析检测,能够针对曲面相切的情况在可控误差范围内有效求出切点,算法稳定可靠且易于交互。     

NURBS曲面求交及变半径过渡曲面生成

本文探索NURBS曲面求交及构造过渡曲面的方法。基于交线跟踪算法求出NURBS曲面间的交线,算法比较稳定、可靠;采用参数化平面与等距面求交找出两曲面空间等距点,具有自然与变半径过渡曲面的定义相呼应、找点快、准确、稳定的特点;过渡曲面表示为2×3次NURBS曲面,自然、充分地利用了NURBS曲线可精确表示圆弧段的特性,过渡曲面具有表达简单、比较准确、便于采用统一的NURBS曲面处理算法对其进行各种几何处理的优点;实验证明这些方法可行,效果令人满意。     

曲面离散跟踪求交算法的研究

跟踪求交是参数曲面求交常用的算法,而对于离散化的曲面也可以采用类似的方法。笔者提出的离散化跟踪求交是用离散方法求出交线上的某一个交点,然后根据两相交小三角面片的空间几何关系确定该交线段的方向。依次用跟踪法求出整条交线,这样就有效地避免了用离散法求交线不连贯的问题。     

参数曲面与平面求交的一种新方法

本文提出了一种新的参数曲面与平面求交算法，基于平面的半空间性质，通过参数域平面的二向线性插值，将求交问题转化为一系列简单的离散、判断、比较、排序等运算，能较好的解决曲面片内的交线不连续和交线丢失问题，算法简便，可靠性好，计算精度高，在ＮＣ自动编程中具有广泛的应用场合。     

基于递归分割的曲面造型算法

对常用复杂曲面造型方法的缺点进行了分析，给出了基于递归分割构造任意拓扑结构复杂曲面的有关算法，避免了参数方法在构造复杂曲面时费时而且难于处理的参数曲面求交和曲面拼接等问题，为优质高效建立复杂曲面模型奠定了基础。     

CAD/CAM中曲面求交技术的研究

提出了用几何特征量来描述二次曲面和相关的边界曲线的方法，并据此研究了求交算法，避免了代数法中频繁的坐标变换，减少了浮点运算误差出现的几率，简化了曲面求交算法，使曲面求交算法更加稳定可靠。     

参数曲面线投影的求精计算

本文提出了一种新的参数曲面线投影求交计算方法，基于参数域摄动原理，将求交问题转化为一系列简单的参数摄动，映射，判断，比较等运算，能有效地解决参数曲面的线投影求交计算，大量的应用的实例表明这一算法的可靠性好，计算精度高，摄动速度快，已在复杂曲面测量造型和数控加工质量分析中取得了良好的应用效果。     

圆环与圆环求交算法中初始点的计算

曲面求交是CAD/CAM领域最为重要也最为复杂的问题之一。在众多的算法中,追踪法由于其易于实现、计算速度快而得到广泛应用,而追踪法最大的缺点在于很难确定每条交线的初始点。针对这个问题,笔者提出了一种专门用于解决圆环面与圆环面求交算法中初始点计算的方法。该算法以几何方法为基础,通过判断圆环中心圆之间的位置关系来判定相交区域,并运用数值分析方法精确计算出每条交线的初始点。     

一种直线与隐式曲面求交的方法

绘制隐式曲面的光线跟踪算法,其本质问题就是直线与隐式曲面的求交,区间算术求根方法是计算直线与隐式曲面的一个很好方法。本文介绍了区间算术原理,研究了区间算术在直线与隐式曲面求交的应用,给出了相应的算法。应用区间算术,不仅可以求出直线与隐式曲面的最近交点,而且能求出所有交点。     

RCS计算中NURBS曲面和射线求交的快速计算

提出了一种基于牛顿迭代法解方程组的射线和NURBS曲面求交算法。利用预先计算射线和曲面交点个数最大值,通过折中适应性分割曲面得到迭代初始值,达到了快速计算的效果。同时,解决了射线与NURBS曲面多交点判断、自交点筛选等问题,保证了交点精度,且不会遗漏交点。     

基于Surfels的实时渲染技术研究

介绍了一种用于实现复杂场景高品质实时渲染的新算法。已有的研究表明，基于传统几何图元的渲染技术必然涉及到大量的求交与消隐计算，而这正是实现实时绘制的瓶颈所在。利用OpenGL虽然可以实现实时绘制，但这是建立在Z－Buffer技术的基础上，并且将场景尽可能地简化来实现实时绘制的一种基于传统几何图元的绘制技术。这样渲染而得的图像质量很低，很难再现纹理及材质的特殊光照效果。笔者将图像与体图形学技术相结合，研究并实现了基于表面元素（Surface elements,即Surfels)的渲染技术，避免了耗时的求交计算，因此大大提高了复杂几何场景的绘制时间。又因为surfels中包含完整的材质属性和纹理信息，从而确保了在快速重绘时的图像质量。     

一种有效的圆形窗口线裁剪算法

根据线段两端点相对于圆形窗口的可能位置讨论裁剪结果。当两端点都在圆形窗口之外时,通过圆切线斜率与线段斜率的比较,及点区域判别来判断线段与窗口的相交情况。在确定线段与圆形窗口有交点的情况下,应用参数化形式求交运算,简化求交方程的构造。实验结果表明,新算法显著提高了裁剪效率。     

Discrete finger and palmar feature extraction for personal authentication

A practical method for a noncontacting and real-time feature extraction for personal authentication is proposed. The finger geometry and feature extraction of the palmar flexion creases are integrated into a small number of discrete points based on the anatomical observation. For a video image of either palm, a palm placed freely facing toward a video camera is acquired. The fingers are brought together, and the palm is straightened out to eliminate any constraints. The discrete feature points for the fingers involve intersection points of the three finger (digital) flexion creases on the four finger skeletal lines. The feature points for the palm involve intersection points of the major palmar flexion creases and/or prominent creases of the palm on the extended finger skeletal lines. The orientations of the creases at the intersection points are also extracted features to be matched. The matching results are perfect for about 500 palm samples from 50 subjects so far. This discrete point processing, requiring no time-consumptive palmprint image analysis and requiring less than one second processing time, will contribute to a noncontacting, real-time and reliable feature extraction, easily combinable with other traits, for the personal authentication.     

基于黎曼度量参数曲面四边形网格生成方法及UG实现

论文给出了基于黎曼度量的参数曲面网格生成的改进铺砖算法。阐述了曲面自身的黎曼度量,并且运用黎曼度量计算二维参数域上单元节点的位置,从而使映射到三维物理空间的四边形网格形状良好。文中对原有铺砖法相交处理进行了改进,在运用铺砖法的同时调用UG-NX强大的二次开发库函数获取相应的信息,直接在UG-NX模型的表面生成四边形网格。算例表明,该法能在曲面上生成质量好的网格。     

构造两个曲面的拼接曲面

给出了当两个待拼接曲面的拼接线具有参数化形式或者可以参数化时,它们之间 G1光滑拼接曲面的构造方法。所得的拼接曲面是由一个空间曲线集定义的,每一条空间曲线由拼接线上的点对确定。并且拼接曲面都是参数曲面,它们的形状可以通过预设的参数很好地调整和控制。作为实例,讨论了两个截口是平面的或非平面的(由两个二次曲面定义)的二次曲面之间的拼接曲面的构造和一般的参数曲面的拼接曲面的构造。     

A predictor–corrector-type technique for the approximate parameterization of intersection curves

We describe a method to approximate a segment of the intersection curve of two implicitly defined surfaces by a rational parametric curve. Starting from an initial solution, the method applies predictor and corrector steps in order to obtain the result. Based on a preconditioning of the two given surfaces, the corrector step is formulated as an optimization problem, where the objective function approximates the integral of the squared Euclidean distance of the curve to the intersection curve. An SQP-type method is used to solve the optimization problem numerically. Two different predictor steps, which are based on simple extrapolation and on a differential equation, are formulated. Error bounds are needed in order to certify the accuracy of the result. In the case of the intersection of two algebraic surfaces, we show how to bound the Hausdorff distance between the intersection curve (an algebraic space curve) and its rational approximation.