曲面细分模式的分类研究

从曲面细分的发展过程出发,对曲面细分模式进行了分类研究.按照初始网格单元的类型分别对三角形网格细分和四边形网格细分中几种典型的细分模式,如 Catmull-Clark细分、Loop细分、Doo-Sabin细分、蝶形细分、2细分、3细分进行了描述,重点对细分曲面的连续性、细分的规则进行研究并对曲面细分技术未来发展进行了展望.     

细分技术的研究与实现

曲面造型通常所采用的是基于三角形或多边形的表示方法。在实际绘制过程中,往往由于多边形网格不够细密而影响绘制效果。为了得到高质量的绘制效果,引入了细分曲面造型方法。文章探讨了基于多边形网格的细分方法,实现了基于三角形控制网格1-4分裂的Loop细分模式。     

保持特征的自适应Loop细分曲面算法及实现

基于Loop细分模式,综合运用生成特征的细分方法和自适应方法等,提出一种计算简便的保持特征的自适应Loop细分曲面生成算法.该算法能够实现自动提取初始网格的尖锐特征,并可以通过交互式方式选择控制尖锐特征边、特征点及相应的尖锐度,同时给出了一种新的顶点平坦度定义.该算法采用自适应方法避免在相对光滑处再细分,提出的顶点平坦度计算简便、高效,能够有效地减少细分生成的网格数量和处理速度.实验表明该算法能较好地生成带半尖锐、尖锐特征的细分曲面.     

细分自由曲面在工业造型中的应用

介绍了Catmull—Clark细分算法、细分曲面性质和算法特点．给出了一种基于Catmull—Clark细分算法和实体布尔运算的工业造型方法．该方法首先利用布尔运算构造实体，然后从实体提取初始网格，最后采用Catmull—Clark细分算法对初始网格进行计算，从而求出自由曲面．     

Loop细分小波紧框架对三维图形压缩的应用

在基于Loop细分小波紧框架多分辨率分析理论的基础上, 推导了Loop细分小波紧框架的分解和重构公式, 用这些公式实现了多分辨率曲面的构造并将其应用到三维网格图形的压缩中. 通过与双正交Loop细分小波算法的比较, 表明基于Loop细分小波紧框架的多分辨率分析算法具有较好的压缩效果. 由于通常的输入网格不具有细分连通性, 而基于细分曲面的多分辨率分析算法要求它所处理的网格具有这种连通性, 所以特别提出一种构造既能逼近输入网格又具有细分连通性网格的简捷算法.     

Loop细分曲面数控加工刀具轨迹的生成

细分曲面可以方便地表示任意拓扑结构的光滑曲面 ,正逐渐成为自由曲面造型的有力工具 ;细分曲面的加工是其工业应用的基础。给出一个用于 L oop细分曲面数控加工的无干涉刀具轨迹生成的实用算法 :首先在不考虑干涉的情况下 ,由 L oop细分曲面的初始控制网格直接计算生成刀触数据 ;然后通过对刀具干涉条件的分析 ,确定干涉区域 ,去除产生干涉的刀触点 ;最后将刀触数据转换为无干涉的刀位数据。该算法提供了对基于细分曲面表示的实际零件进行曲面加工的理论基础     

基于非四边形的逆向细分

在实际应用中,大部分细分后的网格是四边形网格与其它的三角形等非四边形网格的混合结构,本文根据这一特点,提出了逆向Doo-Sabin和逆向Midedge细分算法,并且通过实例证明该算法是有效可行的。     

基于Catmull—Clark细分的曲面裁剪运算

曲面裁剪运算是CAD/CAM领域最重要、最复杂的问题之一,四边形网格在工程CAD/CAM的实际应用中较为广泛.文中基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的曲面裁剪运算:在细分曲面求交完成后,采用局部修改交点处的控制网格拓扑结构和局部修正控制网格顶点位置的方法,实现了对Catmull-Clark细分曲面的裁剪运算.文中还给出了控制网格上任意点在细分曲面上的位置计算推导、裁减算法流程与应用实例.     

细分曲面造型中的框架级布尔运算

提出一种对实体初始三角网格进行操作的布尔运算，称之为框架级布尔运算．通过该运算可以构造出一个新实体的初始网格，然后采用Loop细分算法完成该实体的光滑曲面造型．在初始三角网格的求交过程中使用注册机制对所得交点的拓扑约束关系进行分类推理，从而对浮点数值容差导致的失误进行了有效控制和纠错．     

三分细分模式的纹理映射算法

纹理映射是计算机真实感绘图过程中一个重要的环节.本文针对传统纹理映射技术存在纹理接缝及收敛速度慢的问题,将基于网格曲面的三分细分模式应用于纹理映射,设计了基于三分细分模式的纹理映射算法.该算法首先对曲面控制网格和纹理图像进行相同次数的三分细分,并为所得的曲面网格坐标和纹理图像坐标建立索引表,然后通过索引表建立它们之间的对应关系,以获得纹理曲面.仿真实验结果表明,基于三分细分的纹理映射在保证较快的网格曲面收敛速度的同时,可获得较高的纹理质量.     

Reverse Loop subdivision with sharp features

0 Introduction By using a subdivision rule a control mesh will be refined withincreased detail . Asequence of subdivisions then produces a hierarchyof surfaces withincreasingreso- lution.Such a hierarchy allows the selection of a repre- sentation of surface at a particularlevel of detail ,whichis useful in many applications in both modeling and render- ing, such as view dependent rendering and progressive transmission. This paper introduces a newreverse Loop subdivision algorithm which can re…     

从有边界点云数据生成偏移细分曲面

提出一种根据给定精度从有边界点云数据生成偏移细分曲面新方法.它是基于有边界的Loop细分,运用细分的局部特性,通过循环修正、优化、自适应细分域曲面的控制网格,使域曲面不断逼近点云数据,通过对域曲面的标量偏移来表示待构曲面的细节特征.利用细分曲面的任意拓扑适应性、整体连续性,重构出具有细节特征的无需裁剪和拼接的待构物体偏移细分曲面.实例表明,该算法不仅具有稳定性,同时构造出的细分曲面还具有较高的重构精度,较好地满足工程实际需要.     

基于Loop细分方法的曲线插值

生成带有曲线插值约束的细分曲面,提出基于Loop细分方法的曲线插值方法,不需要修改细分规则,只需以插值曲线的控制多边形为中心多边形,向其两侧构造对称三角网格带,该对称三角网格带将收敛于插值曲线.因此,包含有该三角网格带的多面体网格的极限曲面将经过插值曲线.运用本方法可在三角网格生成的细分曲面中插值多条不相交的曲线.     

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的三角网格模型;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨.其核心思想是:首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量,然后从极限点开始,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨.实例表明该算法稳定、高效、误差小.     

Loop细分曲面上的交互切分算法

给出了Loop细分曲面上的一系列执行切分算法及交互操作的规则，切分算法是在给定边的尖锐程度上通过执行一次细分多面体现网格而实现的，一般地，相交于一个顶点的边数并没有限制，而且每一个边的切分值可以不同，这一交互切分算法将有助于加强用细分曲面进行曲面造型的计算机图形系统。     

基于极快速模拟退火与网格逐次剖分的微地震定位算法研究

提高微地震定位的可靠性是水力压裂微地震监测中的关键环节,现有的震幅叠加网格逐次剖分定位方法在处理高频微地震信号时容易出现定位失常。针对上述问题,本文在基于网格逐次剖分定位算法的基础上对定位算法进行了改进,提出了极快速模拟退火与网格逐次剖分联合的微地震定位算法。该方案首先采用极快速模拟退火算法在三维目标区域内搜寻能量聚焦较高的圆形区域,然后再利用网格逐次剖分方法在区域内寻找能量聚焦最大值点。合成数据实验表明,当微地震信号频率在100Hz~200Hz时,其定位可靠性与计算效率明显优于现有的网格逐次剖分算法。     

函数型曲面细分算法及其性质

提出了一种较一般的函数型曲面的细分算法，该算法包容了四点法、二次Ｂ样条、三次Ｂ样条曲面。主要结果是给出一个保证算法收敛的充分条件，对于连续性也作了探讨。