网格曲面中复杂孔洞的自动修补算法

为了修补三角网格模型中的复杂孔洞，提出一种基于边扩展的复杂孔洞修补算法.通过计算出孔洞边界的最小二乘平面，并将孔洞边界投影到该最小二乘平面上，得到投影多边形.当投影多边形存在相交的边时，则对每条相交的边采用边扩展算法，生成新的三角面片，从而将复杂孔洞剖分成若干个子孔洞.对新生成的子孔洞重复上述剖分方法，直至所有子孔洞变为简单孔洞后，采用平面三角化技术对简单孔洞进行修补,并采用细分技术得到形态均匀的孔洞三角网格.实验结果表明，该孔洞修补算法适用于三角网格模型中的各种复杂孔洞,能较好地保持原三角网格模型的细节特征.     

曲面特征恢复的三角网格模型孔洞修补算法

为了恢复三角网格模型中的孔洞处的真实形状,提出一种曲面特征恢复的孔洞修补算法．首先对模型中检测出的孔洞进行三角化并细分,完成孔洞的粗修复．然后利用高斯球确定孔洞的邻域及其曲面类型,对二次曲面类型的孔洞邻域进行非线性最小二乘拟合以获得曲面代数方程,对自由曲面类型的孔洞邻域则进行B样条曲面拟合．最后根据孔洞邻域的曲面方程获...     

结合网格补洞和曲面拟合的龋齿修补方法

该文基于医学数据处理软件Mimics系统,提出并实现了一种结合三角网格补洞和B样条曲面拟合的龋齿修补方法.首先在Mimics系统中提取牙齿表面的离散数据,并导出PLY格式的三角网格,通过对龋齿网格数据的孔洞边界提取和三角网格孔洞修补,得到完整的三角网格数据.然后采用网格数据进行分割、参数化和最小二乘拟合,求得B样条曲面...     

反求工程中离散曲率估算方法

提出了一种新的对三角网格模型和散乱点数据都适用的曲率估算方法。该算法识别了Meyer的三角网格模型离散曲率估算方法中估算异常的区域,以异常区域内的每个顶点的2环邻域作为k邻域,采用加权的局部抛物面拟合法对异常区域曲率进行了估算。通过构建局部三角剖分,把算法扩展应用到了散乱点数据。实验结果表明,本文算法受三角网格形状影响较小,有一定的抑噪能力,能有效地识别曲面的基本特征。     

面向颅骨损伤修补的缺损重建算法

提出一种针对颅骨缺损重建模型的孔洞修复算法,根据孔洞特征自动提取缺损边缘。通过双环采样,投影构建代理曲面;通过合并环间区域及引入边缘约束的平滑,得到缺失实体孔洞的上下缝合面。在此基础上,搜索出上下边界环之间的三角网格区域,利用几何约束条件重建缺失实体。算法能最大限度的减少人工交互步骤,符合需要的修补结果。     

膝关节模型中腔体的自动提取方法

针对三角网格表示的膝关节模型,提出一种自动提取膝关节腔体模型的方法.该方法利用法线相交检测的方法识别腔体边界面片,以这些边界面片为种子,采用区域生长法分别提取股骨和胫骨上的两个内腔表面.实现内腔表面的孔洞边界检测后,进行孔洞修补和边缘光顺处理.最后通过缝合和光滑处理,完成膝关节腔体模型的自动提取和构建.     

面向颅骨损伤修补的缺损重建算法

提出一种针对颅骨缺损重建模型的孔洞修复算法,根据孔洞特征自动提取缺损边缘.通过双环采样,投影构建代理曲面;通过合并环间区域及引入边缘约束的平滑,得到缺失实体孔洞的上下缝合面.在此基础上,搜索出上下边界环之间的三角网格区域,利用几何约束条件重建缺失实体.算法能最大限度的减少人工交互步骤,符合需要的修补结果.     

三角网格模型的自动分割算法

提出了一种根据设计意图的三角网格模型自动分割算法,该算法采用R*-tree(recangle*-tree)建立三角网格空间索引结构.基于该结构,采用深度优先遍历方法快速准确地查询与分割面相交的三角面片,对相交三角面片进行分割并重新剖分,实现了三角网格模型不受曲率等条件限制的自动分割.实例表明:该算法可对各种复杂型面三角网格进行分割,算法运行效率高,且能有效避免分割区域的锯齿现象.     

5多边形高质量同构三角剖分的有效算法

为了使平面形状混合得到较好的结果,提出了一种新的构造2个多边形的高质量同构三角剖分的有效方法.通过加入一定数目的Steiner点生成其中一个多边形的质量较好的三角剖分,根据此三角网格中顶点之间的相对位置关系和邻接关系确定另一个多边形的三角剖分,然后利用面积均等方法和其他优化方法对同构的三角剖分同时进行优化.此算法将同构三角剖分的构造转化为一个稀疏线性方程组的求解,可以通过已有的程序库进行快速求解;同时通过约束一些对应特征点的位置,使生成的同构三角剖分具有较好的特征对应.此算法计算量小,运行效率高,对形状复杂的多边形仍然可以得到满意的结果,适合于morphing等实时性的应用要求.     

基于限定误差界的三角网格简化

提出了以限定误差界为准则,运用顶点去除法简化三角网格的算法.首先对所有顶点按照曲率大小进行排序,形成按照降序排列的顶点集,顶点越靠后,其周围局部曲率越小.对即将去除的顶点,计算该点周围区域在该点去除前后最小包围盒高度的变化量E,以变化量E为顶点去除的限制条件.这样既可设定简化比率,又可以控制简化误差.对顶点去除后,还需对因此形成的多边形区域进行网格重建,填补空洞.实验证明,该算法可以实现简化效率和简化误差的双重控制,简化效果好.     

Mesh Generation and Dynamic Mesh Management for KIVA-3V

To improve mesh quality for KIVA-3V a method has been developed for rapid mesh generation and dynamic mesh management with moving valves for internal combustion engines.Two phases are included in rapid mesh generation:the initial mesh generation and the mesh pre-treatment.In the second step (pre-treatment),the connectivity of those cells is generated by a new algorithm added to the KIVA-3V code after the initial mesh generated.In dynamic mesh management phase,a new rezoning algorithm is developed and the basic principle is that the rezoning starts from the moving part.The movement of the adjustment is treated as an "earth quake wave" propagating to the surrounding vertexes.The amount of coordinate adjustment of the surrounding vertexes is determined by the movement of the epicenter and the distance between the vertexes and the "epicenter".Finally,a real IC engine mesh is generated and managed according to the new method.It gives a new theory and a new method for creating and managing the mesh in IC engine.     

基于图的网格分割

为了简化模型的反求过程，提出了一种基于图的网格分割算法，分别以网格中的顶点和三角面片作为图中的元素,生成两种未定向加权全连通图的表达.对于由顶点生成的图，把网格顶点的几何信息转化为颜色信息，对曲率计算引入的噪声采用中值滤波和均值滤波的方法滤除，并利用顶点之间颜色的差别作为图中连接相邻元素的边的权.对于由三角面片生成的图，利用相邻面片的二面角作为图中相邻元素的边的权，然后利用一个不相交集合的森林分割图来实现网格的分割.结果表明，这种分割方法可以快速、有效地实现网格的分割     

基于图的网格分割

为了简化模型反求过程，提出了一种基于图的网格分割算法，分别以网格中的顶点和三角面片作为图中的元素，生成2种未定向加权全连通图的表达．对于由顶点生成的图把网格顶点的几何信息转化为颜色信息，对曲率计算引入的噪声采用中值滤波和均值滤波的方法滤除，并利用顶点之间颜色的差别作为图中连接相邻元素的边的权．对于由三角面片生成的图，利用相邻面片的二面角作为图中相邻元素的边的权；然后利用一个不相交集合的森林分割图，进而实现网格的分割．结果表明，这种分割方法可以快速、有效地实现网格的分割．     

光滑的等值线生成算法

为了生成四边形网格的等值线,通过引入虚节点将四边形网格剖分为四个三角形实现对四边形网格上等值线的生成方法避免了等值点的跟踪,但是当网格尺寸太大时,得到的等值线拐点太多,不光滑,本文利用Bezier曲线对等值线进行逼近,从而得到了光滑的等值线.     

基于Virtools的虚拟铣削加工面的光顺性研究

针对被部分切除而造成加工面不光顺的三角形,本文采用多边形面片重构及存储面片顶点拓扑结的一致性算法,研究了在基于2.5轴虚拟铣削三角形网格面模型工作时,如何实现被加工面达到光顺表现效果。计算结果表明,在包络体外表面和工件外表面上分别重构新的三角形面片,使被加工面与工件表面的相交轮廓与实际的轮廓吻合,通过调整被重构三角形面片的法矢与刀具包络面的法向达到一致,并在Virtools虚拟开发平台上实现了本算法。本算法有效地提高了仿真的效率,并达到了加工面光顺性的效果。     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区域提出了一种实用的局部正交化网格（PEBI）生成算法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序，依次扫描各点生成新的三角形，再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形，进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化，最后连接每个三角彤的外接圆圆心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平滑和对角线交换优化方法，很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分，因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

基于特征多边形的逆向Doo-Sabin细分

逆向细分是将细分后的网格重建回细分前的网格的过程.针对大部分细分后的网格是四边形网格与其它的三角形或多边形网格的混合结构,根据细分继承性特点,提出了基于特征多边形的逆向Doo-Sabin细分算法.通过实验证明该算法有效可行,可将Doo-Sabin细分后的混合结构网格准确重建回细分前的初始网格.