任意多面体的环链剖分算法

文章提出了一种对任意多面体不添加顶点的凸剖分方法,它对多面体的剖分个数接近最少。方法是从多面体的棱和对角棱所构成的所有环链中按形成剖分面最少和周长最短的要求选取一个最好的环,利用这个环的各个边所形成的一系列面对多面体进行一次剖分。这种方法可找到对多面体不添加顶点剖分的最好剖分面,使剖分的次数接近最少,同时此方法可对任意多面体进行剖分。     

基于近似最少切割面的凹多面体剖分算法

为了提高凹多面体的剖分效率、减少剖分后增加的顶点数和凹边数,利用回路提出一种对任意的凹多面体不添加任何顶点的有效的凸剖分方法。首先将凹多面体抽象成无向图,然后利用深度优先搜索策略找出由这个无向图的边所组成的最优回路,该回路上的边的个数最少,并且凹边个数多。由该回路上的边组成的一系列切面对凹多面体进行一次切割。该方法可以在对多面体不添加任何顶点的情况下找到近似最好的回路,形成近似最少的切割面,对多面体的切割接近最少,剖分后得到的多面体个数近似最少。     

基于成功回路的凹多面体的剖分算法

提出了一种对任意凹多面体不添加顶点的凸剖分方法,该算法首先把凹多面体抽象为无向图,无向图的顶点为多面体的顶点,边为多面体的棱和对角棱,权值为棱或对角棱的长度,然后根据普利姆算法构造最小生成树的思想来构造一个成功回路,利用该回路对多面体进行剖分。重复执行此过程,直到剖分后的所有多面体都是非凹的。该算法能够对多面体进行不添加顶点的剖分,同时可以对任意凹多面体多面体进行剖分,包括含有空洞的凹多面体。     

任意多面体的四面体剖分算法

该文提出一种将任意多面体剖分为四面体的算法,该算法首先依据顶点凸凹性算法判定多面体顶点的凸凹性性质,再寻找符合剖分条件的凸顶点,将该凸顶点的凸空间从原多面体中剖分出去,得到一个新的多面体,剖分出来的凸空间再分为多个四面体;再重复对新的多面体进行剖分,直到剖分完毕。该算法的平均时间复杂度为O(N+M),其中N为多面体的凸顶点数目,M为多面体的凹顶点数目。     

任意多面体的剖分算法及应用

本文提出了一种将任意多面体剖分为四面体的算法，给出了算法理论基础的证明、算法具体实现步骤及所用数据结构。该算法首先根据多面体类型，查找出符合剖分要求的多面体一个面与一个顶点，构成一个简单多面体，将原多面体剖分为该简单多面体和一个新的多面体，再 对新的多面体重复剖分，直到多面体全部剖分为简单多面体。每个简单多面体进一步剖分为四面体。最后，文章讨论了该算法在机器人碰撞检测中的应用。     

基于边/面遮挡关联性的多面体凸剖分方法

提出一种多面体凸剖分的方法,与国际上已有的工作相比,在计算速度、空间需求和新增顶点等方面均降低了复杂度,有大幅的效率提高,且在处理凹边很多的多面体时具有更大的优越性.其工作步骤是根据多面体的面、边沿某些方向正投影时面与面之间、边与边之间的遮挡关系进行局部化操作,以渐进地凸剖分多面体.它对应用中的常见模型表现出的时间复杂度、空间复杂度皆近似为O(n),而新点数不超过O(r n~(0.5)),这里,n为模型的点数,r为凹边数.实验结果表明,与目前国际上常用的"切割分裂"方法相比,新方法的速度提高了14～120倍,空间下降至"切割分裂"方法的1/2.3～1/7.4,而新增加的点数则最多为"切割分裂"方法的1/28,甚至有些情况下无须增加新点就能完成凸剖分.新方法剖分出的凸多面体绝大多数是四面体,多于"切割分裂"方法所得凸多面体数量.但是,很多应用是要求多面体被剖分为四面体的.如果进一步将凸多面体四面体化,则新方法的结果个数将明显少于"切割分裂"方法,因为新方法的剖分过程中所增加的新点要少很多.新方法还能方便地处理包含空洞的多面体,甚至是包含孤立面、孤立边和孤立点的非流形多面体.     

一种任意多面体剖分成四面体的改进算法

针对原相关算法中存在的不足,提出了凸顶点的凸空间从原多面体中完整剖分出去的充要条件。引入平面切角和空间切角的概念,使剖分思想更加直观、简化。对空间多边形进行Delaunay三角剖分时,充分考虑了凸空间的结构特点,采用了透视投影的思想,使投影后的平面多面形保持了原空间多边形的拓扑结构和顶点的凹凸性,保证了三角剖分的合理性、正确性。基于空间相关性的思想,对凸顶点的邻接点生成有向空间包围盒,快速排除与凸空间不相交的面,加快了多面体剖分的速度;最后给出了改进后的剖分算法,对相关应用有着极大的实用价值。     

空间散乱点集Delaunay四面体剖分切割算法

提出最大空圆凸多边形和最大空球凸多面体的概念 .在此基础上 ,提出一种空间散乱点集 Delaunay四面体剖分算法 ,即对空间散乱点集首先进行最大空球凸多面体剖分 ,然后在多面体内部作 Delaunay四面体剖分 .这种方法消除了“退化”现象 (平面 3个以上点共圆或空间 4个以上点共球面 )引起的潜在错误 .最后分析了一类常见的 De-launay四面体剖分算法的潜在错误     

约束四面体剖分和三维物体表面重建

该文提出了约束曲面和约束最大空球凸多面体的概念,在此基础上设计了一种在空间区域上做约束Delaunay四面体剖分的算法。该算法的基本思路是首先对空间区域进行约束最大空球凸多面体剖分,然后在各个约束最大空球凸多面体内部做Delaunay四面体剖分。利用约束Delaunay四面体剖分算法,该文进一步设计了一种三维物体表面重建算法。     

约束四面体部分和三维物体表面重建

该文提出了约束曲面和约束最大空球凸多面体的概念，在此基础上设计了一种在空间区域上约束Delaunay四面体部分的算法，该算法的基本思路是首先对空间区域进行约束最大空球凸多面体剖分，然后在各个约束最大空球凸多面体内部做Delaunay四面体剖分，利用约束Delaunay四面体剖分算法，该文进一步设计了一种三维物体表面重建算法。     

Polyhedral Objects Metamorphosis Using Convex Decomposition and Morphology

A new technique is presented for computing continuous shape transformations between polyhedral objects. The polyhedron shape transformations can be divided into polyhedron metamorphosis and bi-directional local rigid body rotation transformation. By decomposing two objects into sets of individual convex sub-objects respectively, and establishing the matching between two subsets, the approach can solve the metamorphosis problem of two non-homotopic objects (including concave objects and holey objects). Compared with other methods, this metamorphosis algorithm can be executed automatically for arbitrary polyhedrons and no need user interaction. The user has the ability to choose an automatic matching or to select interactively pairs of corresponding matching convex subsets to obtain special effects. Experiments show that this method can generate natural, high-fidelity, eye-pleasing metamorphosis results with simple computation.     

一个加权剖分简单多边形为凸多边形的算法

本文提出了可以为简单多边形中的可视点对建立一种权函数，这种权函数容易计算，可以反映在点时间加入剖分线时获得剖分在形态质量方面的性质，因此可以用来引导剖分，描述了一个利用这种权函数加权剖分简单多边形凸多边形的算法来实现步骤，讨论了所建立算法的生质，结果表明算法既能够使剖分得到凸多边形数目较少，又能够使得的部分有较好的形态质量，因此有很好的实用性。     

平面点集凸壳的快速算法

提出一种计算平面点集凸壳的快速算法。利用极值点划分出四个矩形,它们包含了所有凸壳顶点,通过对矩形中的点进行扫描,排除明显不是凸壳顶点的点,剩余的点构成一个简单多边形。再利用极点顺序法判断多边形顶点的凹凸性并删除所出现的凹顶点,最终得到一个凸多边形即为点集的凸壳。整个算法简洁明了,避免了乘法运算（除最坏情况外）,从而节省计算时间。     

Representation of arbitrary shapes using implicit quadrics

This paper is concerned with free-form surface constructions using implicit quadrics. More specifically, we are interested in the following problem: given a polyhedron with triangular facets and tangent planes prescribed at its vertices, fit a smooth (tangent-plane continuous), implicit, and piecewise quadric surface through the vertices of the polyhedron so that the surface is tangent to the prescribed tangent plane at each vertex. We show that in order to solve this problem without splitting the facets of the polyhedron, the prescribed tangent planes must satisfy a condition, and under this condition we give a local scheme for constructing the smooth piecewise quadric surface. Using this scheme, we can represent arbitrary shapes by quadric primitives. The implementation results are reported.     

双域单向水平倾角最小化圈绕凸壳新算法

本文依据同构化凸壳构造基本定理，提出了效率更高的双域单向水平倾角最小化圈绕二维点集凸壳新算法，实现了对卷包裹凸壳算法、单域单向水平倾角最小化圈绕凸壳算法的改进与创新。本新算法的同构化特点是：1）“初始顶点与双域生成”处理：找出给定二维点集S的最低点和最高点，即Y轴坐标值最小点（若有多个最小点，则只取最左的最小点）和Y轴坐标值最大点（若有多个最大点，则只取最右的最大点），作为凸壳逆时针圈绕的初始顶点；并以这两个初始顶点为端点的线段，把原二维点集划分为两个独立的子点集S右、S左。2）进行单向“圈绕寻找下一新顶点”：A）在S右内，过逆向次新顶点作X轴正向射线，并找出当前子点集内对该逆向次新顶点正向射线（为始边的）倾角最小的点，此最小点即为S右逆向最新顶点；B）在S左内，过次新顶点作X轴负向射线，并找出当前子点集内对该逆向次新顶点负向射线（为终边的）倾角最小的点，此最小点即为S左逆向最新顶点。3）删除对已得各项点所构成的子凸壳各内点。4）仅当所剩当前点集非空时才从“2）”继续作逐边双域单向圈绕。     

基于双域双向水平倾角最小化圈绕的凸壳新算法

本文依据同构化凸壳构造基本定理,提出效率更高的双域双向水平倾角最小化圈绕凸壳新算法.本新算法的同构化特点是:1)"初始顶点与双域生成"处理:找出给定二维点集S的最低点和最高点,即Y轴坐标值最小点(若有多个最小点,则只取最左的最小点)和Y轴坐标值最大点(若有多个最大点,则只取最左的最大点),作为凸壳(逆时针围绕的)A向初始顶点、(顺时针圈绕的)B向初始顶点;并以这两个初始顶点为端点的线段,把原二维点集划分为两个独立的子点集S右、S左.2)在S右内,进行双向"圈绕寻找下一新顶点"即凸壳A向、B向最新顶点寻找处理:分别过自己的最近新顶点,作X轴正向射线,并A向或B向找出当前点集内对该顶点正向射线(为始边的)倾角最小的点;删除对已得各顶点所构成的子凸壳内点,当所剩当前点集非空时继续作"2)"逐边圈绕,直到为空.3)同理,在子点集S左内,进行双向"圈绕寻找下一新顶点"即凸壳A向、B向最新顶点寻找处理.