三次B样条插值的网格拼接和融合

目的 网格模型的拼接和融合是3维模型编辑的一个重要方面。为了提高3维模型之间拼接曲面的精度和效率，提出一种基于三次均匀B样条曲线曲面的网格融合方法。方法 首先，利用协变分析和数据驱动方法在目标模型上选定融合区域、确定要融合模型的大小及方向；其次，根据选定的3维网格模型，确定待拼接区域的边界，识别并记录边界点集，利用三次B样条插值边界点集；然后，对边界曲线进行双三次B样条曲面插值得到拼接区域连续曲面，并以此作为两模型拼接时的过渡面；最后，对拼接区域重采样，并对其三角化，以实现网格模型的无缝光滑拼接和融合。结果 为了验证本文方法对3维模型拼接的有效性，选取4组不同的模型，分别对其使用本文提出的融合拼接方法进行实验，对前两组模型的拼接效果进行了对比试验，实验结果表明，本文方法可以达到很好的拼接效果，对于融合区域以外的部分能够保持源模型的细节特征，拼接部分的过渡区域光顺平滑，拼接后的模型完整性佳。在运行时间相差0.05 s内，与数据驱动的建模方法相比，本文方法可以处理的节点数至少多2 000个，面片数至少多5 000个。结论 本文方法能够适用于具有任何边界的模型，在选取模型时，对于模型的形状、大小、拓扑结构等的要求较低，适用于新模型的快速建造，因此，该算法可应用于医学、商业广告、动画娱乐以及几何建模和制造等较为广阔的应用领域。

Cubic B-spline-interpolation-based mesh splicing and fusion