一种提高三角网格模型求交效率的算法

层次包围盒求交算法在求交过程中需要不断分裂包围盒,从而降低了求交效率。针对上述问题,利用该算法可以快速排除不相交三角面片的优点,提出一种更高效的求交算法,通过直接定位2个求交模型可能相交的部位,高效地排除大量不相交的三角面片,得到 2个模型的交线。     

基于动态空间索引结构的三角网格模型布尔运算

针对目前三角网格模型布尔运算运行效率低的问题,提出了一种三角网格模型的动态空间索引结构,基于该结构可快速定位2个网格模型之间的相交区域,求解其交线;进而沿交线将每一三角网格模型分割成2个子网格模型,通过子网格模型的不同拼接生成三角网格模型的布尔运算结果.实例结果证明,该算法可准确地求解交线数据,有效地提高三角网格模型的布尔运算效率,并适用于各种复杂型面三角网格模型.     

基于平均单元格的三角网格曲面快速求交算法

在地质建模中,当待处理的曲面包含大量三角形时,求交速度成为了瓶颈。该文提出基于平均单元格的三角网格曲面快速求交算法,采用平均单元格技术对求交曲面进行预处理,以加快相交元素对的获取。实验结果表明,与同类求交算法相比,该算法能够有效提升求交速度,并已成功应用于某地质建模软件中。     

基于GPU的加速网格求交算法分析与实现

随着近几年图形硬件的飞速发展,图形处理器(Graphics Processing Unit,简称GPU)的功能越来越强大.现代GPU具备了一定的可编程功能,此功能允许以用户自定义的功能替换原来固定图形流水线中某些模块原有的功能,这使得GPU在功能上更像一个通用处理(General Purpose GPU,GPGPU),针对地质建模软件中频繁使用的三角网格面求交算法进行了研究.通过对三角网格求交问题的具体分析及对图形硬件的分析,利用图形硬件的特殊设计和高浮点运算速度,高内存带宽,实现了高效的基于可视化查询方法计算网格求交的算法.     

基于空间索引与碰撞检测的TIN求交算法

针对三维矿床地质模型构建及后续应用分析中的需求,提出一种基于空间索引与碰撞检测的不规则三角网(TIN)快速求交算法。通过建立TIN模型的空间格网索引,将相交测试与计算限定在映射于同一个空间格网单元内的三角形对之间,在求交计算过程中,应用包围盒碰撞检测方法快速剔除不相交三角形对,并分别采用边-面及改进的边-边求交算法计算异面与共面三角形交线,并根据交线段之间的空间邻接关系完成交线的快速分离。实验及应用结果表明,该算法效率高、运行稳定、计算结果可靠,能够满足大规模TIN快速求交计算的需要。     

基于网格划分的曲面求交算法

本文综合网格逼近法和追踪法求交的优点，提出了一种曲面求交算法。该算法首先对曲面进行三角形网格划分，再用追踪法求各网格之间的交线，最后拟合成三次参数曲线。     

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     

一种基于三角网格模型的空洞填补方法

为解决三角网格模型的空洞填补问题,提出一种识别、提取、分离空洞边缘的方法流程,并且利用一种改进的三维多边形三角化算法进行空洞填补。首先,根据网格模型空洞边缘的固有性质,对网格模型的边界边进行提取;然后,对提取的边界边集合进行包括孤立点、非封闭边等异常值的消除;再利用空洞边缘封闭的性质单独分离每个空洞边缘;最后,利用一种改进的三维多边形三角化算法对每个分离出来的空洞边缘进行填补。与通常的空洞填补算法相比,所提出的方法具有更好的鲁棒性,能够处理更复杂更大的空洞边缘和三角网格模型,并且能够最大限度地保持原型,同时对空洞有较平滑的填补效果,在恢复医学三维模型以及数字三维扫描模型的完整性中有很好的应用。     

三角网格模型的特征线提取

在反求工程中，散乱数据点云的曲面重构常采用三角网格模型，若将其转换成曲面实体模型则有更广泛的应用，从三角网格模型中提取特征线是转换过程中的重要步骤．在讨论反求工程中数据点云分块方法的基础上，采取“基于边”的方法来提取特征线：先提取特征点，再连接成特征线．根据相邻三角片的法矢夹角和各点主曲率是否为极值，分两次提取特征点，利用三角顶点加权和均匀化等方法减少狭长三角片对特征点提取的计算误差影响，再将特征点分组连接成B样条曲线．文中算法的结果可为B样条曲面分片拟合和建立B-rep曲面实体模型提供依据。     

基于空间分解和包围盒层次的混合碰撞检测算法

在研究机器人路径规划问题中,针对碰撞检测中,为解决实时性和精确性有关问题,提出基于空间分解和层次包围盒技术的混合碰撞检测算法.算法中与物体模型相关的部分是实时计算的,对物体的可形变性不敏感且对物体模型的拓扑信息无特殊要求.通过空间分解深度调节算法中不同阶段的计算负荷,结合算法本身的特点,通过选取适当的空间分解策略、包围盒层次树构建策略,对不同模型之间做了碰撞检测实验,并就对空间分解深度对算法性能的影响进行了实验分析,结果表明,算法能够满足实时性和精确性的要求.     

基于STL三角网格模型简化的研究

针对STL三角网格模型简化中的相关问题进行了研究,并设计出了相应的算法.三角网格的简化过程包括网格删除和网格重建两个过程,在网格的删除中,根据设定的三角形的权重阚值选择删除被删除的三角形区域.在网格重建中,任意选择重建区域的一个顶点,通过渐进收缩的方式,将新生成的三角形边构造一个平衡二叉树,再以三角网格的适应度和平滑度为依据,找出所有二又树中最佳的分支,使重建的三角网格最优化.对两个实例进行探讨,实现对不同STL三角网格的验证,并以原始网格模型与简化后的网格模型进行对比,表明研究所得的简化网格模型既有效地实现了STL网格模型的简化,又保持了原有STL网格模型的基本特征,达到令人满意的结果.     

基于代价函数三角网格模型动态简化的研究

模型简化是解决复杂三维模型存储、传输、实时绘制与硬件处理能力的局限性之间矛盾的主要方法。介绍了三角网格模型简化相关技术和算法。目前基于边折叠的三角网格模型简化算法边折叠计算复杂,没有有效进行动态简化,结合Garland的二次误差度量算法和Hoppe的累进网格算法,提出了基于代价函数的三角网格模型动态简化算法。     

复杂三角网格模型刀具组合优化加工研究

在满足复杂三角网格模型数控加工的精度要求下,为提高加工效率,提出了刀具组合优化方法。该方法以刀具轨迹长度最短为目标,并综合考虑模型微分几何信息对加工效率和精度的影响。首先根据面片法矢和曲率将模型分割为多个特征子区域,不同类型的特征子区域采用不同的刀具轨迹生成策略;建立各类型子区域的精确轨迹长度估算模型;选取合适的标准刀具组合并估算轨迹长度,拟合三次B样条曲线,求取曲线一阶导矢得到最小值,选择对应的标准刀具尺寸作为最优刀具尺寸。算法在VC++环境下进行了编程实现和算例验证,结果表明该方法是可行有效的。     

依赖表面提取的二次空间分解碰撞检测方法

为了提高空间分解碰撞检测算法的性能,提出了一种基于表面提取的二次空间分解碰撞检测算法。该算法在预处理阶段首先建立碰撞检测体的三维模型,进行第一次空间剖分,利用表面提取方法抽取包含碰撞体表面的单元格,使得参与碰撞检测的三角面片大幅减少。在检测阶段进行第二次剖分,通过计算待检物体包围盒树深度与给定值μ的大小关系,生成称作Adjacent的数据结构,采用遍历跟踪的策略记录遍历过程,当拓扑结构发生变化时根据遍历跟踪表的记录调整遍历方案可缩短遍历路径,节省运算时间,进一步提高算法性能。实验通过与Rapid、I-Collide算法的比较表明,提出的算法提高了检测效率。     

基于三角网格的交互式数据分割研究

为了有效地提高三角网格模型数据分割的效率和准确性,设计了一种交互式的数据分割算法--基于夹角追踪的区域边界生成方法.该方法在自动提取三角网格模型特征点的基础上,交互地选取区域边界的起点和终点,由起点和终点建立一个方向向量.沿着方向向量,以夹角追踪的方式查找其它的边界点,直到起点和终点在同一三角形中.根据三角网格所具有的特征,设计了新的区域边界光顺算法和域内顶点的查找方法.部分典型算例表明了该设计算法的正确性和有效性.     

一种基于空间分割的无源RFID室内定位方法*

为了提高室内定位系统的性能,提出了一种利用无源RFID技术定位目标物体的算法。本算法使用双层对称分布的参考标签和空间连续分割的方法提高了室内定位的精度。实际测试结果表明,本算法可较好地实现目标的三维空间定位,与传统LANDMARC定位系统相比,单个平面定位精度提升了8倍,适合于室内人员、物资等定位应用。     

Three-axis NC milling simulation based on adaptive triangular mesh

NC milling simulation has become an important step in computer aided manufacturing (CAM). To achieve real-time simulation, the total number of polygons has to be reduced, which results in poor image quality. This paper presents an adaptive triangular mesh algorithm to reduce the number of polygons while image quality remains high. Binary tree is used to represent the milling surface, and the optimization of the mesh is performed dynamically in the process of simulation. In this algorithm, the resolution of triangles is automatically updated according to local surface flatness, thus greatly reducing the number of triangles at planar regions. By doing this, real-time and high quality of visual presentation is insured and the translation, rotation and zooming operations are still applicable. When machining precision is evaluated, or overcut, undercut and interference are inspected, full resolution model stored in memory is automatically loaded to ensure the accuracy and correctness of these inspections. Finally, an example is presented to illustrate the validity of proposed algorithm.