基于拓扑映射的视图轮廓信息自动获取算法

为克服轮廓信息提取中现有方法计算量大和角度判别复杂等问题,提出了基于拓扑映射的视图轮廓信息求取方法。该方法是基于拓扑映射原理,首先将各候选路径上的点变换为射影直线上的映射点,然后利用映射点与候选路径走向排序的拓扑不变性来进行路径判别,这样将路径分支处的下一路径走向判别转化为映射点在射影直线上的走向判别。若射影直线为水平,则映射点的求取非常简单、方便。该方法由于避免了复杂的角度计算,因而计算效率显著提高,其对工程图视图的自动划分、装配图处理及尺寸布置等有着重要的作用。     

基于拓扑映射的点集在凸多边形内外判断算法

通过拓扑映射 ,点在凸多边形内外的判别可以转化为映射点在射影直线上的位置关系问题 .首先通过设置中心点 ,获取凸多边形各顶点的拓扑映射点 ,对于每个检测点 ,根据其映射点与顶点拓扑映射点的相对位置关系 ,即可确定检测点位于多边形哪条边的范围内 ;然后将检测点与该边进行包围盒测试 ,对于点在边包围盒外的情况 ,只需根据比较判别即可得到结果 ,对于点在边包围盒边界上或内部的情况 ,则需通过叉积运算进行判别 .该方法几何意义清晰 ,实验结果表明 ,该算法运行可靠 ,对于单个点或多点组成的点集均有较高的检测速度 .     

映射相关边概念的多边形内外点判别算法

提出映射相关边、密切边的概念，将点在多边形内外的判别转化为点与密切边关系的判别．通过X方向的一次映射快速求取判别点的相关边，对相关边的二次映射可得到判别点的密切边．证明了根据密切边的矢量方向就可以判别点在多边形内外．在运算效率上对射线法进行改进，当多边形的边数较多时，更能体现文中算法优越性．     

浮雕凸凹纹理映射的应用

本文探讨了OpenGL支持各种显示卡的多纹理映射算法,重点阐述了浮雕凸凹纹理映射算法的实现,在此基础上给出了一个用C＋＋实现的应用多纹理浮雕凸凹纹理映射算法的实例。     

基于弦内角映射参数的多边形三角剖分快速优化

为提高三角剖分质量及其优化的速度，提出了基于弦内角映射参数的三角剖分优化算法，三角剖分优化问题实质是凸四边形的对角线选择问题，在两个三角形组成的凸四边形中，将弦内角映射成两三角形公共边中垂线上的映射参数值，经过证明映射参数与弦内角具有等价的三角剖分优化判别特性，因此三角剖分局部优化转化为映射参数的判别问题。理论分析与实践表明，该方法实现非常容易，且映射参数计算简洁方便、快捷可靠，弦内角映射参数判别方法避免了传统方法所必需的角度、半径距离计算，明显地提高了计算效率。     

适用于曲面的纹理映射方法研究

作为纹理映射技术应用于规则和不规则曲面的3种算法,即球面整体纹理映射算法、球面局部纹理映射算法以及投影映射算法在纹理映射的研究中具有重要的意义。该文通过两种球面纹理映射算法进行比较,从球面纹理不变形准则出发,分析了这两种算法的优缺点,并且采用基于调和映射的方法,实现了可应用于不规则曲面映射的投影映射方法。     

基于特征约束点的纹理映射算法

纹理映射技术用于生成物体表面的纹理细节,是真实感图形技术的重要组成部分,也是计算机图形学的一个重要研究方向.针对目前很多纹理映射算法计算量大,方法比较复杂的缺点,应用Candide3作为三维网格模型,提出了一种快速有效的基于特征约束点的纹理映射算法.通过在三维网格模型和纹理图像上选取少量对应的特征约束点,利用三角网格剖分算法在纹理图像上建立选取特征点的三角网格.进而通过求取质心坐标的方法计算出三维网格模型上所有特征点的纹理坐标并完成整个三维网格模型的纹理映射.实验结果表明,提出的算法计算速度较快,能够得到高真实度的纹理映射效果,并且适用于不同纹理图像映射到同一三维网格模型上.     

基于三角网格模型的局部纹理映射

局部纹理映射可以增添三维模型的局部细节,加强模型的真实感。为了实现对三维模型的局部特征描写,增强局部纹理映射的用户可交互性,提出一种基于区域增长和平面投影的方法来实现三角网格模型的局部纹理映射。区域增长是以指定的三角面片为初始种子面片,搜索与种子面片共顶点的增长规则扩散出待映射区域。算法不仅保证了选取区域的完整性,不会出现缺角的情况;同时用户可以改变待映射区域的位置和大小。采用平面投影法对待映射区域进行纹理映射,将三维顶点投影到基准平面上,建立二维坐标系与纹理坐标系的关系,从而确定三维顶点和纹理坐标的对应关系。算法成功应用于实验,表明该方法的可行性。     

基于凸凹信号的网格分割

网格分割在网格参数化、纹理atlas图等几何处理问题中有着重要的应用,提出一种基于顶点或面凸凹信号的简单高效的网格分割算法,基于均匀支撑半径的顶点凸凹信号分析将顶点分为平坦点、凸点、凹点和特征点,先从平坦点进行平坦区域扩展,再从剩下的凸凹点出发进行凸凹区域扩展,最后根据顶点和边界边的光滑度进行区域竞争扩展;对于未能完全分割的简化程度高的模型,基于面的凸凹信号采用类似的过程进一步完成最后的分割,该算法可以快速地进行网格分割并能较好地保持网格特征,特别适用于CAD模型的分割。     

基于拓扑映射的背向面去除算法

场景往往由多边形逼近表示,提出的背向面去除算法首先将场景中的多边形法向量正则化为单位向量,并将起始点移至原点,这些单位向量必定位于单位圆球上;然后将单位圆球分成若干个中心对称的区域,每个区域进行拓扑映射得到参考平面,可以求得每个多边形法向量所在的区域,并求出多边形法向量在区域边界圆盘面上的拓扑映射坐标．对同一场景而言,这些计算只需进行一次,称为前置运算．当视点向量位置改变时,则需动态计算视点向量和正背向分界线在每个区域的拓扑映射坐标;然后在一维射影直线上根据视点向量、法向量和分界线之间的拓扑映射坐标位置关系,判断该多边形是否为背向面．实验结果表明,算法运行可靠,有较高的检测速度,尤其是对同一场景,当视点变化时的多次检测效果显著．     

简单多边形凸凹性自识别算法

提出一种基于极值顶点构造凸多边形和矢量叉乘的自动识别简单多边形方向性，凸凹性的算法，该算法在稳定性方面采取了有效的措施，避免因极值顶点的奇异性而导致多边形方向性，凸凹性的错误识别，具有良好的可靠性和稳定性，算法原理直观简单，效率高，时间复杂度为O（n).     

基于双参数的几何细分法

提出一种基于两个参数的几何细分方法。首先,借助于标准型的二次有理Bézier 曲 线公式,以相邻的两个初始控制点及其切向量所在直线的交点作为该二次有理Bézier 曲线的控制 顶点;同时,选取分点参数值t  0.5,并以该曲线的权因子作为控制顶点的参数λ,计算新增控 制顶点。其次,定义每个顶点的临时切向量,以每点及其相邻两点确定该点的圆切向;引入切向 量的控制参数,从而确定该顶点新切向量的计算公式。然后,从理论上证明了该方法的保凸性 与收敛性。取定切向量参数=0,重新定义每步的权因子参数λ,其极限曲线是C1连续的分段二 次有理Bézier 曲线;令=1,在每一步骤中采用不同的权因子参数λ 求新增点,具有保圆性。最 后,通过一些实例说明了该方法的有效性。     

Computing isophotos of surface of revolution and canal surface

Isophote of a surface consists of a loci of surface points whose normal vectors form a constant angle with a given fixed vector. It also serves as a silhouette curve when the constant angle is given as π/2. We present efficient and robust algorithms to compute isophotes of a surface of revolution and a canal surface. For the two kinds of surfaces, each point on the isophote is derived by a closed-form solution. To find each connected component in the isophote, we utilize the feature of surface normals. Both surfaces are decomposed into a set of circles, where the surface normal vectors at points on each circle construct a cone. The vectors which form a constant angle with given fixed vector construct another cone. We compute the parametric range of the connected component of the isophote by computing the parametric values of the surface which derive the tangential intersection of these two cones.     

Local 7-coloring for planar subgraphs of unit disk graphs

We study the problem of computing locally a coloring of an arbitrary planar subgraph of a unit disk graph. Each vertex knows its coordinates in the plane and can communicate directly with all its neighbors within unit distance. Using this setting, first a simple algorithm is given whereby each vertex can compute its color in a 9-coloring of the planar graph using only information on the subgraph located within at most 9 hops away from it in the original unit disk graph. A more complicated algorithm is then presented whereby each vertex can compute its color in a 7-coloring of the planar graph using only information on the subgraph located within a constant number (201, to be exact) of hops away from it.     

Curvature estimation for meshes based on vertex normal triangles

The estimation of surface curvature is essential for a variety of applications in computer graphics because of its invariance with respect to rigid transformations. In this article, we describe a curvature estimation method for meshes by converting each planar triangular facet into a curved patch using the vertex positions and the normals of three vertices of each triangle. Our method interpolates three end points and the corresponding normal vectors of each triangle to construct a curved patch. Then, we compute the per triangle curvature of the neighboring triangles of a mesh point of interest. Similar to estimating per vertex normal from the adjacent per triangle normal, we compute the per vertex curvature by taking a weighted average of per triangle curvature. Through some examples, we demonstrate that our method is efficient and its accuracy is comparable to that of the existing methods.     

改进主动轮廓线模型在图像分割中的应用

主动轮廓线模型(Active Contour Model,ACM),也称作蛇(Snake)模型,是一种常用的图像分割算法。在基于主动轮廓线的图像分割中,深度凹陷边界的逼近和弱边界区域的分割一直是一个难点。引入了一种局部纹理模型(Local Profile Model)匹配算法,通过匹配沿控制点法线方向像素和局部纹理模型可以确定弱边界区域的真实边界,并结合一种新的计算控制点曲率外力的算法,使得主动轮廓线模型能够逼近图像的深度凹陷区域的同时提高算法的收敛速度。实验结果表明,该方法是有效的。     

多边形链求交的改进算法

多边形链求交是CAD&CG及相关领域研究中的一个基本问题 利用多边形链的凸凹性、单调性等特性 ,结合包围盒技术 ,在扫描线算法基础上 ,提出一种多边形链求交的改进算法 该算法特别适用于包含大量直线段且交点数相对于顶点数少得多的多边形链求交的情况     

一种基于截距的圆形窗口线裁剪算法

在圆形窗口圆心为坐标原点的前提下,确定两端点同时在外切正方形某边 界之外或至少有一端点在圆形窗口之内的线段之后,当线段两端点都在圆形窗口之外时：如 果线段所在直线在x 或y 任意坐标轴上截距的绝对值小于或等于圆半径r,则可快速判断线 段与圆形窗口是否相交;否则,再根据点-线位置关系以及所引切线与线段分别相交外切正 方形边的交点坐标相比较判断线段与圆形窗口是否相交。该方法可以加快线段与圆形窗口的 求交进程,避免复杂的辅助操作,显著提高裁剪效率。     

一种改进的Sutherland-Cohen裁剪算法

Cohen-Sutherland裁剪算法因直线与窗口边界求交点次数多而降低算法效率。提出了一种改进Sutherland-Cohen裁剪算法,将完全在窗口内和窗口外的直线判断出来,根据直线端点编码确定辅助线,利用平面上三点的关系判断直线与窗口的哪条边相交。改进的算法使得求交点次数降为最多两次,且避免计算斜率与距离,大大提高算法的效率。算法思想简单,操作方便,有利于硬件实现,对图形学的应用具有重要的实用价值。     

曲线插值的一种保凸细分方法

为了弥补以四点插值细分方法为代表的线性细分方法在形状控制方面的缺陷,提出一种基于几何的插值型保凸细分方法.细分过程每一步中,每条边所对应的新控制顶点由原控制顶点及其切向共同确定;每点处的切向由其邻近的点所确定,并且随细分过程逐步调整.理论分析表明,该方法的极限曲线是G1连续的保凸曲线.如果所有的初始点取自圆弧段,则极限曲线就是该圆弧段.数值实例表明,采用文中方法得到的曲线较为光顺.