基于球面图像的三角网格分割技术研究

将数字图像处理算法扩展到三角网格一直是一种重要的研究思路,许多数字几何处理方法来源于数字图像处理.文章提出一种三角网格的球面图像表示方法并将其用于三角网格模型的分割,球面图像具有与平面图像类似的简单行列拓扑结构,具有图形和图像双重特征.基于球面图像的网格分割可以充分利用先进成熟的图像分割算法,有利于解决三角网格分割这一数字几何处理领域内的难题.     

知识驱动的三角网格模型分割

为了解决基于特征的CAD模型重建中三角网格模型分割难以体现意义的问题,构建基本造型特征和加工特征组成的知识库来进行有意义的分割．首先以二次曲面的拟合误差和曲率作为分割准则,逐次地分割出对应曲面类型的子网格,从曲面这一基本造型元素的角度初步体现分割的意义．然后分别构建知识库中特征和初步分割的曲面集合的以面为节点的属性邻接图．最后以知识库中的特征的属性邻接图作为输入,匹配出模型中含有的对应特征类型的子网格,从工程语义的角度进一步体现分割的意义．实验结果表明该算法获得了有意义的分割结果,并且具有较高的时间效率．     

三维城市规划中的三维模型三角网格自动消隐和分割技术

本文论述了在三维城市规划中涉及到的三维模型的消隐和分割技术,将模型的消隐分成了模型的整体消隐、模型的部分子集消隐和模型的局部消隐3个层次,分层详细地论述了三维模型在城市规划系统中的消隐的方式和技术,其中重点研究了一种针对单个模型的基于索引重排的部分消隐方法和技术,实现了模型的动态消隐和实时消隐,并完成了模型分割后的保存功能.本文对模型的分割和消隐算法进行了比较详细的论述,并采用1组实验模型对算法的效率进行了比对和验证,同时采用了一个实际应用中的三维城市规划系统对模型的消隐和分割技术进行了实际的应用和验证.     

基于参数化技术的网格分割

为了构建曲面分片,对三角网格数据进行分割.传统网格参数化通过求解线性方程组,获取参数化结果后逆映射,然后通过局部参数化调整分片边界.新算法则完全不同.利用全局光顺参数化中的边归类结果,新算法对原网格边进行插点,然后重新三角化并光顺分割片边界.在保有网格特征的优点下,对原网格进行分割,并获取分片的光顺边界曲线.新算法使用参数化的技术和方法,而不是参数化结果,避免了求解线性方程组和复杂的局部参数化调整等方法,克服了方程组病态对算法鲁棒性的影响.     

用于三角网格上的拓扑保持主动轮廓模型

提出了一种能够保持拓扑结构的主动轮廓模型,并将其用于优化三角网格上的分段线性曲线。该模型直接在三角网格上移动,不需要参数化,调整过程易于保持三角网格的数据结构并减小计算量,建立的主动轮廓模型数据结构能严格保持曲线间的拓扑关系,建立的曲线能量满足曲线光顺性及模型特征对曲线调整的要求,并根据曲线的能量反复对其进行调整,使位于模型凹凸特征区域的曲线能够更加符合模型的凹凸特征,而位于非凹凸特征区域的曲线能更加光顺。     

基于曲率的三角网格孔洞修补算法的研究

在逆向工程中,三角网格模型被广泛应用。但三角网格模型常常会存在一些孔洞,这些缺陷会影响许多后续操作,因此在应用前对这些孔洞进行修补是十分必要的。一种基于曲率的空间多边形孔洞修补的算法,每次寻找孔洞多边形中夹角最小的一对邻边,构造新的初始三角片,再根据新增点和其邻点的法矢调整新增点的位置,然后更新孔洞多边形,直至覆盖整个孔洞。最后再根据需要对所有新增顶点作一定的调整。对曲率变化较小的孔洞获得较好的修补结果。     

三角网格曲面模型快速求交算法

提出一种三角网格曲面模型快速求交算法,该算法基于三角网格曲面模型动态空间索引结构,通过结点包围盒相交检测快速缩小求交范围,准确定位相交三角面片包围盒集合并对该集合进行排序,依次连接各包围盒内三角网格曲面模型交线数据,实现曲面模型交线快速提取.实例证明,该算法可有效地提高数据密集、形状复杂的三角网格曲面模型求交效率,对逆向工程中三角网格曲面模型的裁剪、拼接及数控加工刀轨生成具有重要意义.     

基于三角Bézier曲面刀轨快速生成算法

提出一种三角Bézier曲面刀轨快速生成算法,该算法引入R*S树构建三角Bézier曲面的动态索引结构,基于此结构快速、准确获取相交的三角Bézier曲面片集,依据所设精度阈值将其自适应离散为三角网格,通过对刀轨截平面与离散后三角网格求交获取交线,进而迭代计算交线各端点在三角Bézier曲面上的近曲面点,并将近曲面点作为刀触点,沿其所在曲面法矢偏置获取刀位点并进行干涉点处理,顺次连接各刀位点生成三角Bézier曲面数控加工刀轨.实例证明该算法可快速、准确获取复杂三角Bézier曲面数控加工刀轨。     

基于切割路径树优化的三角化网格曲面自动切割

为了减少曲面展开后的变形和优化切割路径,提出了一种三角化网格曲面的自动切割算法.该方法将导入的曲面切割成带单一边界环的流形曲面,在高斯曲率较高的顶点和曲面边界之间生成切割路径.切割路径的生成有两个约束条件,即尽可能短而直,且尽可能经过曲面的棱边.曲面边界和众多的切割路径构成了初始切割路径树;在此基础上优化切割路径树,删除短小切割路径,并使优化后的切割路径树尽可能光滑;由优化后的切割路径树对曲面进行一次性切割,得到具有良好可展性的网格曲面.实验表明,该算法执行效率高、切割效果好.     

用于三角网格模型的启发式四边区域划分算法

提出了一种对三角网格模型进行自动四边区域划分的算法。首先,基于法向量对模型进行初始区域划分,然后,基于Euclidean距离对初始区域进行二次区域划分,并经过区域调整后得到多边区域模型,将多边区域划分为三边、四边区域的混合模型后,根据区域拓扑顺序对三边区域进行调整得到完全的四边区域划分。该算法能自动适应模型几何特性得到大小合理的区域划分,并能匹配模型的凹、凸特征。     

机器人作业对象三角形网格模型的建立

介绍了基于三维信息输入的机器人作业系统的基本工作原理,对三角形网格模型构造方法中三维离散点三角形网格划分策略以及三角形剖分增量算法进行了深入的研究,利用该方法构造的物体对象模型成功地应用于机器人雕刻,打磨,抛光等作业。     

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.     

一个平面三角形网格的多目标优化算法

用分部优化的思想来处理有限元网格几何优化问题,将问题转化成一系列设计变量很少的子问题,并提出了一个多目标优化的算法进行求解,两个算例被用业说明这一算法的有效性。     

EEG/MEG计算模型中剖分方法的研究

提出了一种适合于构造脑电／脑磁（EEG／MEG）数值计算模型的三角形网格剖分方法。包括头部各组织轮廓点集的生成，用量短对角线法重建三维网格模型－－过约束点的剖分算法，并分析了自适应三角网格剖分的方法。     

约束Delaunay三角网格生成地质构造模型

建立数字化地质模型,能够提供多角度、多细节的观察手段,提高油气资源评估的准确性,方便不同领域的专家的交流和协作.采用逐点添加、局部优化的Watson算法,能够生成包含边界、断层、离散数据点的约束Delaunay三角网格,用约束Delaunay三角网格生成地质区块的多个地质层面模型,并组合成闭合的三维地质构造模型,为地质勘探数据的分析和数据场的可视化提供了重要的基础.     

基于三角形网格的坯料计算方法

提出了一种基于三角形网格的坯料计算方法。该方法根据变形均匀原则及材料体积不变条件建立了正定的目标泛函 ,通过迭代格式使泛函极小化 ,从而得到零件的初始坯料。由于考虑了材料体积不变这一条件 ,因而计算结果更为合理。数值实验及应用结果表明这一方法计算简单 ,收敛速度快 ,便于实际应用。     

Synthesized Optimization of Triangular Mesh

Triangular mesh is often used to describe geometric object as computed model in digital manufacture,thus the mesh model with both uniform triangular shape and excellent geometric shape is expected.But in fact,the optimization of triangu- lar shape often is contrary with that of geometric shape.In this paper,one synthesized optimizing algorithm is presented through subdividing triangles to achieve the trade-off solution between the geometric and triangular shape optimization of mesh model.The result mesh with uniform triangular shape and excellent topology are obtained.     

Synthesized Optimization of Triangular Mesh

Triangular mesh is often used to describe geometric object as computed model in digital manufacture, thus the mesh model with both uniform triangular shape and excellent geometric shape is expected. But in fact, the optimization of triangular shape often is contrary with that of geometric shape. In this paper, one synthesized optimizing algorithm is presented through subdividing triangles to achieve the trade-off solution between the geometric and triangular shape optimization of mesh model. The result mesh with uniform triangular shape and excellent topology are obtained.     

由粒度空间控制的有限元三角网格剖分算法

提出了一种稳定高效的三角剖分算法,根据物理域的离散边界上节点分布,可自动地剖分得到形态良好且尺寸过渡连续的三角网格,域内插入新节点的位置受相邻节点的影响,使得相邻单元间具有较好的协调性。为了改善整个域内单元尺寸分布的连续性,引入了单元粒度空间,利用粒度值控制新生成的单元尺寸。在新生成的节点处以其粒度值的二分之一为半径建立领域空间,用以搜索可能参与生成新单元的节点,从而避免了局部区域畸形单元的产生。