四边形网格的优化处理研究

介绍了海量空间数据点四边形网格划分算法.由于原数据模型的数据点分布有时不是均匀的,因此在网格生成过程中,尽管是依据优化因子生成的网格,但是为了整体网格生成的推进,有时也会产生凹四边形或退化为三角形,因此需要进行优化处理,从四边形网格的形状和边界的优化2个方面介绍了网格形状的优化过程,给出了算法的运行结果.     

基于凸壳和二次优化的三角网生成算法

文章基于逐点插入算法,引入虚拟网格技术将点和三角形重心规则化,优化了点、边和三角形的拓扑存储结构,实现了点、边和三角形的快速查找。并提出了一种快速的凸壳生成算法和二次优化方案。实验表明此算法获得的三角网生成效率明显提高。     

基于带约束前沿推进的四边形网格生成方法

针对当前各种Q-Morph算法在生成四边形网格的过程中容易产生残余三角形这一缺陷,提出了一种带约束的前沿推进算法.该方法是一种基于前沿推进思想的Q-Morph算法,由当前前沿生成两条侧边和一条顶边,并删除其内部的三角形,从而将三角形网格合并生成一个四边形网格,并在前沿推进的过程中加入了约束条件,从而可以有效地避免残余三角形的产生,提高了算法的效率和最终生成网格的质量.数值实验表明,该算法能够全自动生成质量较好的四边形网格.     

一种依概率值简化三角网格模型的新算法

利用网格模型简化技术,提出了一种基于概率值简化三角形网格模型的新算法.算法以到相关三角形平面距离最短的点为折叠后的新点,以可调加权控制函数作为折叠误差控制三角形的简化顺序,通过定义分段概率函数,采用连续折叠的方式,对处于不同误差范围内的三角形以不同概率进行连续折叠,使每次误差排序后被折叠的三角形数目由原来的1个增加为若干个,减少了排序次数,加快了简化速度.编程应用结果表明,本算法实现简单,简化速度比单次折叠简化速度提高10倍以上.     

油藏任意约束平面域PEBI网格的生成算法

针对油藏任意约束平面多边形区城提出了一种实用的局部正交化网格(PEBI)生成葬法。首先对边界顶点和区域内部散乱点按扫描方式排序,依次扫描各点生成新的三角形,再扫描新生成的三角形中不满足Delaunay准则的三角形,进而不断的处理这些不合理三角形最终完成整个区域的三角网格化,最后连接每个三角形的外接圈固心生成PEBI网格。剖分过程中采用了弹性平清和对角线交换优化方法,很容易实现局部区域的最优化剖分。通过平面映射法就可以应用到油藏的三维PEBI网格剖分,因此本算法具有很好的可操作性和实用性。     

一种改进的二维平面区域三角形化的前沿推进法

结合两点前沿推进和三点前沿推进法，提出了一种改进的二维平面区域前沿推进式三角形网格生成算法。交替使用两点前沿的生点连点和三点前沿的补充连点方法，避免了两点前沿算法中许多重复无效的操作，提高了算法的计算效率，同时网格保留了两点前沿推进法的局部最优特点。网格剖分实例计算表明，当网格单元数很多时，该文中提出的方法较两点前沿推进法省时50％以上，提高了质量优良的网格单元比例，并可以剔除质量极差的网格单元。利用背景网格信息可生成各向异性的、贴体性较好的网格，并可以保证第一层网格节点至边界的距离基本相等。     

一种改进的二维平面区域三角形化的前沿推进法

结合两点前沿推进和三点前沿推进法 ,提出了一种改进的二维平面区域前沿推进式三角形网格生成算法。交替使用两点前沿的生点连点和三点前沿的补充连点方法 ,避免了两点前沿算法中许多重复无效的操作 ,提高了算法的计算效率 ,同时网格保留了两点前沿推进法的局部最优特点。网格剖分实例计算表明 ,当网格单元数很多时 ,该文中提出的方法较两点前沿推进法省时 5 0 %以上 ,提高了质量优良的网格单元比例 ,并可以剔除质量极差的网格单元。利用背景网格信息可生成各向异性的、贴体性较好的网格 ,并可以保证第一层网格节点至边界的距离基本相等。     

基于散点及边建立数字地面模型的研究及实现

对构筑三角形网格建立数字地面模型进行了研究;给出了基于散点和边三角形网络模型的生成算法和数据结构,并根据这些理论和方法在ＡｕｔｏＣＡＤＲ１４ｆｏｒ ｗｉｎｄｏｗｓ９５环境下,用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉａｓｕａｌＣ／Ｃ＋＋４．２开发研制了建立数字地面模型的应用程序ＡｕｔｏＤＴＭ。     

注塑模CAE的三维等值线生成算法

提出了三维等值线生成的新算法．通过对曲面的扩展及离散，生成三维曲面的三角形网格．在网格节点构成的空间点集中，进行有序地搜索，并运用线性插值法获取三维曲面上系列的等值点，从而实现三维等值线的生成，以满足注塑模ＣＡＥ后置处理的需要     

提高网格逼近精度的一种新方法

提出了一种空调三角形网格优化算法,该算法分为两部分：三角形网格顶点位置优化和局部优化,三角形网格顶点位置的优化方法是应用线怀最小二乘法,通过调节网格顶点位置,提高网格逼近散乱点的精度,然后对于没有满足逼近精度的三角片,进行局部优化,即将该三角片细分,直至满足精度要求,该算法有效地提高了三角形网格对散乱点的逼近精度。     

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，     

三角网格中的孔洞修补算法

提出一种三角网格中的孔洞修补算法, 先应用最小内角原则, 对孔洞直接进行三角剖分得到孔洞剖分的新三角形集合, 然后依据孔洞边界顶点密度, 应用圆和最大内角优化原则, 对新三角形集合进行加点细分得到初始补丁网格, 最后应用λ-μ方法对初始补丁网格进一步优化, 得到最终的补丁网格. 实验结果表明, 该算法效率高、 准确性好.     

基于四边形折叠的三角网格简化算法

 通过定义三角网格模型中的两个以公共边相连的三角形构成一个空间四边形,提出了一种新的基于这种空间四边形折叠的网格简化算法。该算法以四边形折叠为基本操作,利用Garland的二次误差度量(QEM)做误差控制,每次折叠操作可以减少3个顶点及6个面片,从而实现比Garland的QEM算法、周昆等的三角形折叠算法更高的简化效率,文中给出多个试验结果说明了该算法的有效性。     

一种基于四叉树的半导体三角网格生成方法

通过对半导体器件模拟中网格划分原理的分析，提出了一种基于四叉树结构的有限元三角网格生成方法，进行了面向对象的编程实现。结果表明，这种网格生成方法是行之有效的。     

一种基于局部平均法向变形的网格参数化方法

针对有边界无边界的网格参数化问题, 提出一种局部平均法向变形的网格参数化方法, 以平均曲率流的方式为参考, 将顶点推向其邻居的平均位置, 使网格变形至平面或球面. 首先, 计算每个三角形邻居面的平均法向, 并以该法向为目标, 计算每个面法向变化的旋转矩阵; 其次, 基于Poisson方程将整个网格重新“缝合”, 通过优化拉伸能量, 计算顶点的新坐标. 交替迭代上述两个步骤, 将网格变形至常平均曲率曲面. 该算法与一般的基于能量优化的方法不同, 每次迭代只需求解稀疏线性方程, 因此可以快速处理大型数据集. 通过在形变过程中加入惩罚函数动态地调整全局平均法向量的权重, 避免了变形过程中三角形退化或翻转的问题. 实验结果表明, 与其他参数化方法相比, 该方法具有实用可靠、 计算效率高等优点, 并能在同一框架下计算低扭曲的平面参数化和球面参数化.     

一种三维网格简化算法

为实现大数据量三维模型的化简,得到高质量、多分辨率的模型,满足实时绘制要求,采用半边数据结构表示三角形,用点到平面距离的平方和作为边折叠的权值,用渐进边折叠算法进行模型简化。在简化的过程中得到一系列的简化点序列,结合此点系列和简化的模型,就可以生成连续的任意分辨率的简化模型。经试验证明,本算法易于实现,效率高,占用内存空间适中。该算法可以用于交互式虚拟现实和网络模型的渐进传输。     

基于局部参数化的三维表面滤波

研究对任意亏格三维网格表面的滤波.通过寻找每个网格顶点的局部区域,对各个局部区域分别进行平面参数化,插值形成局部图像片,进行小波域滤波及重构,实现了对三维表面的滤波.实验表明,该方法能够直接对任意亏格的三维表面进行低通、增强、去噪等滤波操作.由于采用逐点局部参数化,参数化带来的失真减小.用该方法不需对非零亏格的表面进行分割,就能够实现整个表面的光滑滤波.