控制多面体邻接多重表的单链三表结构

介绍了在闭曲面造型研究中，为描述控制多面体M的几何信息和拓扑信息而设计使用的一种单链三表的数据结构、与其他适用与描述控制多面体的数据结构相比．该结构在结合了邻接多重表方法后的特点是：关系描述清楚，节省存储空间，方便查找和交互修改形体在介绍单链中三表(面表、边表、顶点表)所含的几何信息细节、以及单链的三表之间的表示面、边、顶点拓扑关系的指针的邻接多重连接方式之后，本文给出了以C语言数组方式简明描述的数据结构实例．     

利用顶点预测方法实现三维网格的保形简化

针对产品的三维表面用三角网格来表示时,三角形数量巨大的问题,提出了一种基于顶点预测的三角形折叠简化方法。首先根据网格模型的每一个顶点与其周边元素之间的几何拓扑关系,运用投影预测方法来预测三角形折叠的折叠点坐标,然后运用线性插值算子对折叠点坐标进行调整。为进一步保证简化后模型的质量,在采用距离误差控制的同时,引入了角度误差控制方法。实验结果表明,该简化算法在减少模型的三角形数量的同时,有效地保持模型特征,保证了模型表面的光顺。     

三角形网格细分采样

提出了一个网格细分采样方法．对于具有任意拓扑的亏格为零的流形三角形网格，首先在单位球面上对其进行全局参数化，然后将一个简单的正多面体进行适应性细分从而得到细分采样网格，将采样网格进行中心投影到参数单位球面上，并在采样网格顶点处对参数化网格进行重采样，从而得到一个具有细分拓扑结构和原始网格形状的新网格．具有细分结构的重采样网格不仅可用于网格简化和几何压缩，而且有利于采用细分小波对定义于其顶点上的各种数字几何信号进行处理。     

基于边顶点重要度的动态多分辨率简化算法

基于三角形网格边折叠简化思想，提出了一种基于边顶点重要度的动态多分辨率简化算法．该算法的折叠边顶点位置从折叠边顶点中选取，有利于保持三维模型的初始形状，减少运算量，实现不同分辨率模型之间的平滑转换．采用改进的三角形网格数据结构，层次清楚、操作简单，能有效支持多种网格的多分辨率简化．     

基于特征保持和三角形优化的网格模型简化

在已有的以几何误差最小化为准则的边折叠简化算法的基础上，提出了一种新的三角网格模型简化算法．通过分析网格模型中顶点超邻域的二次误差矩阵，对模型上的重要细节特征进行定位，实现了网格简化过程中细节特征的保持．同时，在边折叠的代价函数中考虑新生成三角形的空间形状优化，并改善了简化序列的构造．算法既保持了边折叠算法快速的优点，又满足了对逼真度和网格质量的较高要求．     

控制多面体邻接多重表的单链三表结构

介绍了在闭曲面造型研究中,为描述控制多面体M的几何信息和拓扑信息而设计使用的一种单链三表的数据结构.与其他适用与描述控制多面体的数据结构 相比,该结构在结合了邻接多重表方法后的特点是:关系描述清楚,节省存储空间,方便 查找和交互修改形体.在介绍单链中三表(面表、边表、顶点表)所含的几何信息细节、以及 单链的三表之间的表示面、边、顶点拓扑关系的指针的邻接多重连接方式之后,本文给出了以C语言数组方式简明描述的数据结构实例.     

基于拓扑关系和几何特征的图像匹配方法

针对图像匹配问题中不能全面考虑图像全局特征与局部特征这一问题,利用SURF算法提取初始特征点,将特征点三角网格化,考虑特征点在三角网格中的拓扑关系,利用网格中每一条边形成的交比这一几何不变量,构建每一个顶点的特征向量,利用这些特征向量实现图像特征点间的匹配,几何特征和拓扑结构的结合可以有效克服传统方法的不足.实验结果表明,方法对于图像模糊、旋转及噪声都具有较好的效果.      

基于特征保持和二次误差测度的网格简化

目的解决目前网格简化算法不能很好地保持原始网格几何特征的问题。方法基于二次误差测度简化算法,在计算折叠代价时引入网格模型顶点的绝对曲率,同时采用半边折叠操作。结果提出的算法能够有效地达到特征保持的目的,减少了简化过程中模型的存贮量。结论将顶点的绝对曲率概念引入二次误差计算,在保持简化误差的同时,能够更好地保留网格模型的几何特征。分割和并行化处理将是今后需要解决的问题。     

基于图形旋转系统的渐进网格研究

拓扑简化可以为渐进网格带来更好的效果，但目前几乎所有的渐进网格方法都不支持拓扑简化，而且edge collapse和vertex split操作有时会产生非流形．针对这些问题，提出了基于图形旋转系统的渐进网格法．以基于图形旋转系统的数据结构和操作实现了渐进网格，用图形旋转系统的操作集合构建了edge collapse和vertex split操作．在此基础上，通过扩展新操作即可进行任意拓扑变化，从而实现拓扑简化，     

改进STL分层算法在机械零件3D打印中的应用研究

为提高三维(Three dimensional, 3D)打印机械零件生产方式的生产效率和产品质量，研究提出一个改进的光固化立体造型术(Stereolithography, STL)模型分层算法，该算法采用层厚关联方式对STL模型进行同步分块处理，并结合三角网格面片的顶点信息与法向量信息重构邻接拓扑关系，形成切片平面的网格面片环，并以此为基础对STL模型进行优化分层切片。实验结果显示，该算法在分层厚度为0.30mm条件下的分层算法轮廓算术平均偏差均值为0.77,平均计算耗时为2.45s,均明显优于目前行业内常用的分层算法。实验结果证明，此次设计的改进STL模型分层算法在复杂机械零件3D打印生产中具有一定的应用前景，并能起到加快零件生产速度、提高打印产品表面光滑度的作用。     

面向大数据量地学模型的三角网格简化算法实现

为满足大数据量地学模型可视化的功能需求, 实现一种基于拓扑规则和地学规则双重约束的三角网格简化和还原算法, 以支持层次细节模型(level of detail, LOD)功能。介绍了实现算法所需的多分辨率数据结构。利用三维地学模型内含的拓扑关系, 结合地学规则, 约束三角网格中边的可折叠性。通过对可折叠的边进行折叠和展开来实现网格的简化与还原。测试结果表明, 算法对三角网格的处理效果良好, 运行效率较高, 能够支持LOD功能。     

基于Laplacian算子的法向网格生成

多分辨率法向网格是网格的一种多分辨率表示方法。其中每一个分辨率层次都是它的前一层法向的偏移,因而除基网格顶点外,其它顶点都可表示为一个标量形式。本文提出一个生成法向网格的算法,对Lgor Guskov等人的方法作了改进,首先,在计算基网格的网格简化过程中,记录下每个基网格三角形在原始网格中的相关三角形集,以此来提高求交效率同时仍保证较高的准确性。其次,增加了处理边界情形的能力。最后,利用Lapacian算子的切向分量对法向网格进行重新参数化。使得网格的三角形分布更均匀,三角形的形状也更为正则。从实验结果可以看到,本文的算法具有较强的实用性,所得到的法向网格与原始网格的逼近误差也很小。     

基于拓扑分割的泵叶轮六面体网格划分方法

叶轮是泵设备的核心零部件之一,关系着泵设备运行的稳定性与安全性;为提高叶轮数值模拟试验的精度与求解效率,提出了一种基于拓扑分割的泵叶轮全六面体网格划分方法;首先进行物理三维模型的拓扑结构理论分析,获取模型的拓扑分割方法;其次研究基于映射理论的六面体网格生成方法,获得虚拟计算域模型;然后优化网格质量并进行网格规模控制;最后以泵叶轮为例,开展全六面体有限元网格划分,并利用ANSYS仿真软件,验证叶轮全六面体有限元网格划分方法的合理性;研究结果表明:叶轮全六面体网格模型具有网格质量高、抗畸变能力强、规模数量小、求解效率快等特点。     

基于离散曲率的二次误差度量网格简化算法

在医学图像三维重建时产生大量的三角面片,极大地限制了三维重建的速度。提出了一种基于离散曲率的二次误差度量网格简化算法。在代价函数中引入顶点离散曲率,通过将代价函数作为顶点对的权值来控制顶点对合并次序,更好地保留了原模型的细节特征,同时修改模型特征点与特征线的权值,使得简化过程中原模型的特征点与特征线能够较好地保留。经实验对比与分析表明,该算法有效地提高了图像质量且能很好地保持原模型的图形特征。     

一种基于多核平台优化的网格模型简化的方法

在三维表面建模过程中,通常会生成大量三角面片,使得实时渲染难度加大,因而需要对表面网格进行简化。基于二次误差测度的网格简化算法,利用多核平台的优势,提出一种并行策略来提高网格简化的效率。结果表明,多核平台优化后的并行算法比优化前串行的网格简化算法在效率上有明显提升,并且简化模型有较高的近似精度。     

与视点相关的多分辨率地表模型简化算法

为了提高交互式显示复杂三维模型的效率,针对规则地表模型提出一种多分辨率简化算法,充分利用帧间相关性加速动态简化过程。算法采用自适应四叉树结构判定地表模型可见性区域,减少绘制过程中处理的数据量。同时根据帧间变化的规律性,按照相邻帧间显示状态发生改变的顶点集合来局部修改需要绘制的三角形链表,并对其进行可见性裁剪,从而快速得到当前帧的简化网格模型。实验结果表明,该算法有效减少了简化计算量,对中等规模地形绘制速度可达到15帧/s,基本能满足交互式漫游的实时性要求。