基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法

提出一种基于型面曲率的三角网格快速自适应细分算法.该算法通过建立三角网格动态空间索引结构,快速准确获取局部型面参考数据并计算型面曲率.对曲率较大区域进行细分,对较平坦区域只进行网格顶点重定位,不进行面片分裂,实现三角网格的自适应细分.实例证明该算法可提高模型的光顺性与细分效率,以相对较少的面片准确表达模型型面特征信息.     

基于Loop细分的自适应细分曲面算法

首先研究了传统的Loop细分曲面算法,通过分析发现随着细分次数的增多细分算法中三角形网格片数增长过快。针对这一问题提出一种自适应细分曲面算法。算法根据相邻两个三角形面上的法向量的夹角,判断细分网格中较为光滑和非光滑的区域。实验结果表明,算法提高了数据处理速度,并且模型简单易实现。     

Loop自适应细分曲面算法研究

目的研究细分曲面深度控制算法过程,提出误差控制的自适应细分曲面算法,解决细分曲面网格面片数迅速增多、数据量增大对于曲面加工造成困难的问题.方法根据Loop细分规则和顶点坐标信息等推导出网格顶点与该顶点极限位置之间的距离公式;给定任意精度阈值ε,计算k值确定细分深度.结果在给定精度小于0.02时,人脸曲面网格模型的细分深度为4;考虑到数据增长量级数较大、运行时间较慢等因素,细分3次为最佳.结论笔者所提算法有效地控制了复杂曲面细分深度,避免了曲面模型无限制地细分下去造成的数据量冗余,提高了曲面数控加工的效率.     

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.     

三角网格上细分曲面的尖锐特征造型

尽管光滑性是我们在自由曲面造型时的最主要的目标，在某些特定情况下却需要产生非光滑的特殊效果，如折痕、角、尖刺、锥等尖锐特征。本文主要研究基于Loop格式的尖锐特征的生成。一种基于网格拓扑结构的修改的方法把诸如折痕、角、尖刺、锥和交点的生成统一了起来，同时第一次由本文生成了多条折痕交点的特殊效果。实例表明由本文中方法生成的尖锐特征效果非常好。     

一种基于Catmull-Clark细分的渐进插值方法

提出一种基于Catmull-Clark细分的方法插值于任意拓扑的四边形网格的顶点.首先给出一种基于顶点的两步Catmull-Clark细分方法,基于该方法,提出的细分插值方法渐进地改变初始网格的顶点生成新网格,使得新网格经过基于顶点的两步Catmull-Clark细分后得到的极限曲面最后插值初始控制网格的顶点.改造的Catmull-Clark细分为每个网格顶点加入参数值,这些参数值提供了调整插值曲面形状的自由度.并证明了基于Catmull-Clark细分渐进插值方法的收敛性,通过实验验证了该方法的有效性.     

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.     

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.     

一种基于Loop细分的渐进插值方法

提出了一种基于Loop细分的渐进插值方法.该方法是在两步Loop细分的基础上,通过渐进迭代更新网格上的点,使得网格的极限曲面插值于初始控制网格上的点.其中,两步Loop细分中的第一步是运用修改的Loop细分产生新的网格,第二步是对新的网格运用Loop细分产生极限曲面.本文证明了基于Loop细分的渐进插值方法是收敛的,并且有局部性和全局性.此外,该方法适用于任意三角拓扑网格.实验表明该方法是可行的,并且是有效的.