利用球面小波技术的几何压缩算法

提出了一个用球面小波实现几何压缩的算法.对于给定的具有任意拓扑结构的零亏格三角形网格,算法首先将其在单位球面上进行全局参数化得到一个参数化网格.然后,将一个正多面体进行细分并将每一次细分所产生的新顶点投影到单位球面上,如此生成一个细分网格.于是,在参数域内位于细分网格顶点处对定义在参数网格表面上的各种几何信号进行重采样,可得到新的具有细分结构的几何信号近似表示原始几何信号,以此满足球面细分小波对处理对象的细分结构要求,从而使得用球面细分小波对几何信号进行压缩得以实现.     

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。     

利用球面小波技术的几何压缩算法

提出了一个用球面小波实现几何压缩的算法.对于给定的具有任意拓扑结构的零亏格三角形网格,算法首先将其在单位球面上进行全局参数化得到一个参数化网格,然后,将一个正多面体进行细分并将每一次细分所产生的新顶点投影到单位球面上,如此生成一个细分网格,于是,在参数域内位于细分网格顶点处对定义在参数网格表面上的各种几何信号进行重采样可得到新的具有细分结构的几何信号近似表示原始几何信号,以此满足球面细分小波对处理对象的细分结构要求,从而使得用球面细分小波对几何信号进行压缩得以实现.     

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。     

基于稀疏优化模型的网格逼近

提出了一种新的基于稀疏优化的网格逼近方法,使得三维几何物体可以由用户指定的合理的面片数的平面多边形来近似表示.该方法首先对输入的三维网格的面片法向进行L_0模优化,然后根据优化后的面片法向信息来驱动顶点位置更新.其次,对现有模型进行面片聚类.最后提出了一个基于全局顶点的稀疏优化模型.通过约束聚类边界顶点梯度L_0模最小对网格进行平面多边形逼近.大量的网格简化结果证明了所提出的优化模型与方法的有效性以及稳定性.     

基于内在特征和能量约束的曲面网格投影算法

为了在生成六面体网格时将源曲面的网格有效投影到目标曲面,文中提出了一种基于内在特征和能量约束的曲面网格投影新算法.首先通过网格参数化方法将源网格和目标基准网格投影到平面上,然后利用网格内在特征表示方法和网格变形能量将平面上的源网格映射到目标基准网格上,并最终投影到目标曲面上获得目标网格.应用实例表明,该算法稳定可靠,可...     

基于改进离散曲率的三角形折叠简化算法

本文提出一种基于改进离散曲率的三角形折叠网格简化算法。利用描述三角形形状的内角权值改进Taubin算法估算三角形顶点的离散高斯曲率,根据Garland算法引入三角形顶点的二次误差度量矩阵,定义三角形的折叠代价为二者的加权和。由折叠代价取得最小值来计算折叠后新点的位置,并以该最小值作为三角形的折叠代价来确定折叠顺序。实验表明,改进的离散曲率能更好的描述三角网格顶点处的弯曲程度,该算法简单快速,并能很好的保持模型的重要几何特征以及拓扑结构。     

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。     

提高网格逼近精度的一种新方法

提出了一种空间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性最小二乘法,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．     

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。     

基于三角剖分和轮廓分析的船舶焊缝特征识别

为了实现船舶焊接件数字模型中焊缝特征的精确识别,进而提高焊接机器人焊接工艺选择的快速性和准确性,提出了基于三角剖分和轮廓分析的焊缝特征识别算法。首先通过角系数法判断多边形的凹凸顶点,基于凹顶点和三角形旋向的Delaunay三角剖分,构造三维模型表面的三角形网格并生成STL文件；然后基于相邻三角面片的法向量夹角,提取出模型的轮廓线及点；最后根据接头空间位置和最小轮廓线距离识别出焊接接头和坡口形状。测试结果表明,基于三角形旋向的网格剖分适用于如“梳子”等复杂多边形,与其他相关方法相比,其网格平均和关联质量系数分别平均增加12.06%和12.26%,有效降低了畸形三角形的产生并提高了网格质量,而融合轮廓分析后不仅能实现4类接头及10种坡口的焊缝特征识别,而且具有高效、高准确率优势,从而验证了算法的有效性。     

三维模型特征笔画的风格化绘制

提出一个基于特征笔画的三维模型风格化绘制方法,能够在风格化绘制的同时,很好地描述三维模型的表面特征。首先定义了基于顶点径向曲率的分割标准函数和能量函数,采用能量最小化的Graph Cuts算法将三维模型表面的特征顶点和非特征顶点进行分割,连接特征顶点构成三维模型的特征笔画。在获取特征笔画后,采用纹理映射的方法生成风格化绘制效果。还提出两种纹理坐标的计算策略,可分别用于生成不同的风格化绘制结果。相比已有的方法,本方法能很好的表现模型的特征,且生成的笔画风格易于控制。     

三维非规则碎片的分块算法研究

提出一种动态增长的平均法矢准则,采用宽度优先搜索的方法,对三维非规则碎片分块.首先,随机地选取碎片几何模型上任意一个三角片作为种子网格,通过法矢比较,将法矢方向一致的三角片加入到当前的种子网格;计算经过增长了的种子网格的平均法矢并继续上述的比较过程,得到碎片模型的初步划分结果;然后,对初步划分得到的相互混杂的大小区域分类、融合,进一步优化分块结果.应用实例证明了算法的有效性和可靠性.     

异形纤维的多尺度形状描述方法

为了实现异形纤维形态定量描述,对图形的几何特性及边界描述方法进行讨论,对图形的几何特征进行计算,并应用于异形纤维形态识别和黏连判断.在图像的闭合边界上顺序选择平均分布的三点作为顶点组成三角形,并计算三角形的面积.通过改变顶点间的分布(称为步长),计算对应三角形面积表示(TAR)值.三角形三条边的绕行方向决定了三角形面积值的正负.TARN和TARP分别表示TAR负值面积和正值面积,用于表征图形边界的凹凸特性.边沿上凹点的大小由TARN的长度测量,纤维的黏连度由不同步长的TARP或者TARN之间的关系检测.实验结果表明该方法能有效地自动识别异形纤维形态,并通过正常纤维以及黏连纤维的特征参数分布区间进行黏连判断.     

散乱点云数据的曲率精简算法

针对海量散乱点云数据精简问题,提出了以平均曲率为判据的精简算法.采用八叉树结构对点云数据进行空间分割,由分割结果建立k邻域.在散乱数据点参数化的基础上,对k邻域内的散乱点进行二次曲面拟合,求出拟合曲面的平均曲率,进而得出邻域内所有数据点的平均曲率均值,以此为判据进行数据精简.构造曲率差函数,识别出边界数据点,对其进行数据保护.结果表明,该算法对具有曲率多样化特点的点云数据精简具有一定的理论意义和应用价值.通过实验验证了该算法的可靠性和准确性.     

三角形网格规则点的多进制细分算法

基于S²₄(Δ)的B样条基函数Fourier变换形式的加细方程, 利用Fourier逆变换及对4个参变量取值的讨论, 得到了三角形网格规则点的多进制细分掩模计算方法, 并证明了每步细分过程中, 在一个三角形上生成的所有新点为围绕此三角形的一层三角形环的所有顶点的线性组合.     

基于加速多维尺度变换算法的三维模型形变规范型计算方法

针对如何建立可有效表示三维模型,使模型在大尺度形变过程中保持等距不变特性,并能保留原模型几何细节特征的形变规范型这一问题,提出基于加速多维尺度变换算法的三维模型形变规范型计算方法。生成包含有三维几何模型体积信息的四面体网格模型,避免形变过程中由体积变化引起的模型失真;使用最远点采样算法对原模型上的顶点进行采样,获取更具代表性的顶点;使用加速多维尺度变换算法得到原始模型的初始规范型;利用三维模型注册的思想,通过建立能量函数并计算最优解的方法将输入的四面体网格模型按照初始规范型的姿态进行形变,从而得到保留输入模型几何特征的形变模型。实验结果表明,以四面体网格模型作为输入,经加速多维尺度变换算法计算得到的初始规范型为基础,通过三维模型注册能量函数的最小化求解过程,可以构建出保留更多原模型几何细节特征的形变规范型。和已有算法相比,加速多维尺度变换算法计算三维模型形变规范型的方法更适用于处理具有复杂几何结构的三维模型,可以得到姿态更为自然的模型形变结果,普适性较高。