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。     

网格重建算法

快速傅立叶变换（ＦＦＴ）要求数据上位于直角坐标晶格点上,实际情况中有些方法数据点分布不参能满足ＦＦＴ的要求。不精确的插针引入数据缺陷,限制了快速傅产叶变换的适用范围,该文采用网格算法,选取适当的卷积函数,并对非均匀采样的数据进行归一化处理,最后用ＦＦＴ重建图像。     

STL文件毗邻关系的建立与切片算法研究

通过对ＳＴＬ文件结构的分析,引入无向图数据结构,建立了三角形网格之间的毗邻关系,以顺利进行三角形网格的查寻,实现分层切片,对分层切片算法进行了研究,讨论了切片过程中可能出现的问题,提出了相应的解决办法,最后建立了双向链表来表示切片后的ＣＡＤ模型截面轮廓。     

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。     

快速成型制造中基于STL数据模型的分层算法研究

分析了针对快速成型工艺的典型分层方案；研究了针对CAD三维数据模型的典型分层算法；探讨了基于有向加权图的STL件数据模型的分层算法并给出了典型零件的分层切片实例．     

STL模型相交性检测及交线追踪算法

在对传统STL模型相交性检测算法进行研究的基础上,进行优化改进,提出一种投影降维法,将空间问题转化为平面甚至线性问题,降低了算法的空间复杂度。针对一般算法求取的交线段离散,且需要后再连接的问题,根据模型相邻面片间的拓扑关系,提出一种基于拓扑查找的交线追踪算法,将交线段求取与连接融合在一起,使交线环的确定更加简洁直接。经试验证明,算法高效且可靠性高。     

保持二维流形性的拓扑简化研究

针对现有的网格简化方法不能一直保持模型的二维流形性,提出了2种基于图形旋转系统的拓扑改变操作CutHandle和CreateHandle,这2种操作能够保持模型的二维流形性,并且不改变模型的外观.CutHandle操作能够切断一个复杂的柄,也可以封闭一个洞.CreateHandle是其逆操作.在此基础上,提出一种新的基于图形旋转系统的网格简化方法,能够进行拓扑简化,并保持模型的二维流形性.对斯坦福大学的bone模型和buddhaf模型进行了试验,效果良好,模型始终保持了二维流形.     

网格简化的分类研究

从网格模型简化的发展过程出发,对网格简化进行了分类研究。将网格简化的方法归纳为静态、动态、依赖于视点的简化方法,并对各种简化方法进行了详细的分类,同时对各种方法的优缺点进行了分析。最后对网格简化技术未来发展进行了展望,对网格简化技术在计算机图形学中的重要地位进行了肯定,并强调网格简化技术更需进一步完善的必要性。     

基于STL文件的模型及应用

针对模型输入数据的特性，就STL文件的模型的显示与组织分离进行了研究。根据STL文件的特点以及应用需要，设计了邻接表和索引表作为数据结构，并在此基础上采用矢量逼近的方法给出了模型不同组织间的分割算法，最后利用OpenGL的图形渲染功能在VC^＋＋6．0下显示了STL文件格式的模型及其分离后的部分。结果表明，新设计的算法拓扑结构合理，实用性较强。     

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。     

网格模型简化算法综述

网格模型的简化是解决复杂三维模型存储、传输和实时绘制的有效性与硬件处理能力的局限性之间矛盾的主要方法.在分析了网格模型简化的主要技术和方法的基础上,以这些方法和技术为线索,对现有模型简化主要算法进行了较为详细的介绍,并分析了各主要算法的特点;最后对模型简化技术的发展趋势进行了展望.     

基于超平面及遗传算法优化的网格简化

基于对目前反求工程中已有方法的分析，引入超平面的概念；通过对三角网格曲率的离散化计算，经过种子点的生长以及区域合并形成超平面。在对超平面删除后留下的空洞进行重新三角化时，利用遗传算法生成具有空间形状优化的简化模型。在此过程中以一种新的编码方式使遗传算法能够适应网格优化的特殊性；通过对变异算子的修改，保证遗传进化的有效性；将交叉算子放弃，避免了新产生的三角网格和已经存在的网格重叠和相交。通过这种方法可以调节形状的优化程度和侧重度。     

基于曲率和面积的二次误差测度网格简化算法

在经典的二次误差测度(QEM)简化算法基础上,将离散曲率和面积引入到边收缩代价计算中,提出了一种基于离散曲率和面积的二次误差测度网格简化改进算法.该算法既考虑了离散曲面在各顶点附近的弯曲程度,又考虑了曲面的几何形状特征.为保留模型的原始边界特征,规定不对其边界进行简化.试验结果表明,改进算法在网格简化过程中保持了原有算法运行速度快的优点,且简化模型能合理地分配网格,并更好地保持了原始模型的重要特征.     

基于水平扫描线算法的STL模型三维网格化

借鉴快速成形技术中的分层切片思想,针对立体光刻（STL）表面模型,提出一种高效、稳定的三维网格自动生成算法．首先,将STL模型沿Z向剖切成叠层的二维切片环;然后,采用水平扫描线算法离散各层二维环区域,生成均匀、连通的矩形网格;最后,将各层中所含的小矩形沿Z向拉伸至各自上一层高度,从而将表面模型重构为立方单元组成的三维网格．实际算例显示：基于该算法的三维网格自动生成程序可以在保证网格高精度的前提下,有效地提高计算效率,并降低空间复杂度．     

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,     

动网格生成技术

基于动气动弹性仿真中二维动网格方法的研究,提出了一种三维动网格生成技术,该方法的主要特点是在计算域内利用原有的初始网格进行插值计算来构造新网格。对于流体-结构耦合中每时间步长计算的动网格算法主要考虑网格的稳定性和计算效率。最后,选取了二维、三维中一些有代表性的实例进行了演示,结果表明对于变形量不是很大的情形是令人满意的。     

STL文件格式在反求造型中的应用

分析STL文件格式在现实中的应用情况,提出在反求造型中,使用STL文件格式的优势.在了解STL文件格式的基础上,以STL文件格式在反求工程中的曲面拼接的应用为例,阐述STL文件格式在反求造型中的优缺点.针对STL文件格式存在冗余量大的问题,提出去除冗余量,以及在Visual C 平台上使用OpenGL快速显示STL文件格式三维实体的方法,给出使用OpenGL命令进行三维实体模型变换的具体方法.实验证明,它可以使拼接过程的计算量大大减少,也提高可视化曲面拼接的效率.