细分法求解点投影问题时的剪枝算法

点到NURBS曲线/曲面的投影是CAD中的基础问题.为了避免数值迭代法陷入局部最优,通常把曲线/曲面细分为多段.文中提出排除无用曲线段/曲面片的剪枝算法,以提高细分求解投影的运行效率.在投影算法中将曲线/曲面递归细分,分别计算测试点到各个曲线段/曲面片的投影值;在递归过程中,对当前曲线段/曲面片计算测试点到控制点凸包距离的近似距离,如果该距离大于投影距离上界值,根据NURBS曲线/曲面的凸包性,测试点到当前曲线段/曲面片的投影距离也一定大于上界值,无需计算投影结果,直接排除该曲线/曲面.最后通过测试实例验证了该算法的有效性.     

基于双层结构的矢量工程图符号识别算法EI北大核心CSCD

为了从矢量工程图中自动提取零件种类和个数等信息,提出一种矢量工程图符号识别算法.首先定义矢量工程图中每个元素的3种共同抽象属性以及2个元素之间的关系描述子;然后提出描述符号的双层结构,其比传统的网状或树状结构简单;最后,通过关系描述子的匹配与双层结构的构造进行符号识别.另外,该算法利用四叉树、一次识别多种符号以及对关系描述子进行排序的方法加速符号识别.实验结果表明,文中算法比已有算法识别的符号种类更多,识别效率更高,而且在旋转和缩放变换条件下更加鲁棒.     

使用拟蒙特卡罗方法计算点模型的体积

基于体积加细的方法构造点模型的八叉树,在点模型的包围盒内采用Niederreiter低差异数序列产生拟随机点．点模型的体积可以估算为：位于点模型内的随机点个数与全体随机点个数的比值乘以包围盒的体积．实验结果表明,该算法简单、高效,可以快速地计算任意拓扑结构的封闭模型的体积,其与平滑运算结合实现了保体积平滑．     

一种多源特征阵列生成算法

为解决特定特征定义下的多源特征阵列问题,提出一种基于碰撞检测的多源特征阵列生成算法.利用实例和单一实体的碰撞测试,得到连接实例和脱节实例,然后进行连接实例与单一实体的集合运算生成新体,再通过脱节实例与连接实例碰撞测试得到新的连接实例,从而生成正确的结果实体.该算法已在商业几何造型系统TiGems6.0中实现,简化了多源特征阵列的操作方式,克服了某些凸台实例被错误舍去的问题.最后,给出了实验结果.     

基于坐标变换的曲线曲面求交算法

利用坐标变换的方法,给出了二次曲线和二次曲面求交的解析算法。利用拉格朗日乘子法求解二次曲线和二次曲面之间的最小距离,给出了曲线与曲面相切的条件。算法表明,坐标变换可以简化求交运算表达式,使求交算法易于实现。根据得出的相切条件,可以有效地判断曲线、曲面是否有交,对相切情况的计算结果进行修正,可提高奇异情况下的求交稳定性。算法已在清软英泰公司开发的自主版权3维CAD软件GEMS中得到应用。     

利用控制顶点插值的光滑B样条曲线构造方法

针对非均匀采样点拟合时的光滑B样条曲线构造问题,提出一种基于已知控制顶点和节点向量求解未知控制顶点来构造光滑B样条曲线的方法.首先对所有控制顶点进行基函数极值参数化,再将已知控制顶点作为型值点进行光滑样条曲线插值,并在此曲线上通过利用参数化结果求值得到未知控制顶点.该方法通过控制顶点所在曲线的光顺性提高最终生成曲线的连...     

基于物理的布料模拟研究综述

目的 在图形硬件计算性能不断提高,物理仿真动画技术蓬勃发展的背景下,对基于物理的布料模拟技术中的主流方法进行总结和归纳,指出未来发展趋势,为相关技术与应用研究提供参考.方法 通过文献收集和整理,从布料物理模型、物理模拟算法、碰撞处理算法和高分辨率加速算法等方面入手,对基于物理的布料模拟相关研究成果进行综述,分析现有方法的本质、优缺点和内在联系,基于分析归纳预测其未来发展趋势和所面临的挑战.结论 总结归纳了布料物理模拟算法的研究进展,研究围绕隐式时间积分无约束优化问题展开的共同点,以及GPU并行加速和多重网格方法对于高分辨率布料实时模拟的贡献,指明了布料物理模拟的发展趋势是模拟动画真实感与模拟算法高效性会得到不断提高,其面临的挑战是随着硬件性能的发展进一步提高模拟精度,以及在有限计算性能下需要更好地平衡模拟精度和效率的问题.     

允许自由旋转的2个简单多边形匹配算法

为了解决二维不规则排料问题中的匹配问题,提出了一种允许自由旋转条件下,2个无孔洞的简单多边形之间的匹配算法.该算法基于2个多边形可以自由旋转的假设,对它们之间NFP为凹或凸的情况,选择适当的匹配方法,找出一种使得其匹配后空隙尽可能小,同时保证其整体的矩形的规整度也较高的匹配方案;并用匹配空隙的利用率、匹配后整体面积的利用率,以及匹配后整体的矩形规整度等多个指标来衡量匹配的效果.实验选择于ESICUP中的部分代表性的多边形样例与多个算法进行对比实验,结果表明,该算法在任意旋转精度的要求下,均具有运行速度快的特点,可以很好地应用于服装排料等实际问题.     

GPU上的水彩画风格实时渲染及动画绘制

论文提出了一种基于GPU的对三维场景进行实时水彩画效果渲染的方法。该方法的大部分过程使用图像空间的技术实现。算法将画面分为细节层、环境层、笔触层分别渲染,再进行合成。在过程中使用环境遮挡、shadow mapping等技术进行快速的阴影计算,并使用图像滤镜的方法模拟水彩的多种主要特征。由于该方法以图像空间的技术为主,因此可以利用GPU并行处理的特点对计算过程进行加速,进而达到实时的渲染速度。最后建立动画脚本分析系统,进行实时动画渲染,表明该方法在计算机动画、游戏等数字娱乐产业领域有较大的应用潜力。