三次B样条反求控制点

反求工程作为复杂工业产品设计与制造的重要技术手段之一,深受CAD/CAM领域的广泛重视,特别是自由曲面重构技术作为复杂曲面产品反求工程中的＂瓶颈＂问题,是今后一个时期的研究热点.反求工程中最为关键的技术就是曲面重构技术.目前主要有两大重构方法：NURBS曲面重构和三角Bezier曲面重构.本文围绕NURBS曲面重构展开研究,提出一种反算三次B样条曲线、曲面控制顶点的简便算法.该算法适用于准均匀和非均匀B样条曲线、曲面的反算.算法采用非节点边界条件,不需要由用户提供,从而使反算过程得以简化.     

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.     

基于点云数据复杂曲面产品的快速开发

重点以三维反求工程为基础，详细地研究了复杂曲面产品的快速开发方法，提出了基于点云数据的STL（STereoLithography)快速重构，有限元网格划分，结合快速成型及计算机辅助工程（CAE）等技术，大大加速了对具有复杂曲面的产品，如汽车覆盖，塑胶产品模具，个性化人体骨等的设计与制造速度，也避免了繁杂的曲线曲面重构。通过实例，验证了所提出的方法不仅简便易行，而且也能满足模具设计制造的精度要求。     

离心叶轮反求设计与四轴数控加工研究

对于具有复杂曲面外形的零件采用反求设计,可以大大节约设计时间和设计成本。在介绍自由曲面离心叶轮的三维点数据采集和UG曲面重构的反求设计方法的基础上,给出了基于UG的整体叶轮的四轴数控加工工艺及避免刀具干涉与过切的检查方法,并通过叶轮四轴加工实践,验证了通过反求设计制造叶轮的不失为一种快速有效的方法。     

电话听筒的反求造型与改进设计

实现了电话听筒采集数据与CAD系统的匹配处理。在理解原造型设计理念的基础上进行了曲面重构及实物反求，并进行了产品造型的改进设计。通过多种曲线曲面质量分析手段论证了改进设计的曲面质量更好。     

反求工程中散乱点云数据的自动分割与曲面重构

提出了一种在反求工程中对散乱点云数据进行自动分割与曲面模型重构的方法．建立了散乱点云数据之间的拓扑信息，对点云数据进行三角剖分重构网格曲面模型．基于网格曲面求解点云数据的曲率极值，提取边界点云，进一步拟合成边界曲线．利用边界曲线将整个点云自动分割，每一片点云采用二次曲面或自由曲面进行拟合，对于二次曲面可以根据参数自动确定曲面类型，最终得到完整的CAD模型．用一个鞋跟模型的实例证明了该方法的有效性．     

基于轮廓线的透视反求研究

从一幅简单的图形中,采用人工半自动提取产品的轮廓外形,利用灭点进行透视反求,把二维信息转换为三维信息,计算产品的特征点的坐标及其相对位置,进行了透视元素、基本体素到组合体素的反求研究。并利用OpenGL显示轮廓的模型,搭建基于产品多感知因素的三维重构系统框架,实现设计重用辅助产品创新设计。     

计算机辅助NURBS曲面建模技术的研究与实现

对NURBS曲面建模技术进行了研究.通过分析NURBS曲线的几何基础知识,编写算法,完成从NURBS曲线型值点到控制顶点的反求;根据反求出的控制顶点,分别在Windows XP与Windows CE系统中运用编程语言VC 6.0与Visual statio 2005,结合图形接口函数库OpenGL和OpenGL ES,建立NURBS曲面模型,给出建模方法,为其他空间复杂模型建模提供参考.     

反求工程中复杂特征自由曲面重构的解决方案

本文介绍了反求工程的概念、发展状况及复杂曲面建模中存在的问题，论述了反求工程在曲面建模中应用的关键技术，提出了一些解决方案和误差检验的方法。     

基于轮廓线透视反求的三维重构建模研究

从一幅简单的图形出发,采用人工半自动提取产品的轮廓外形,利用灭点进行三维重构,计算产品的特征点的坐标及其相对位置.从透视学的角度出发,进行了透视元素、基本体素到组合体素的反求研究,并且给出了其相应的原理和算法.利用OpenGL显示轮廓的模型,搭建基于产品多感知因素的三维重构系统框架,实现设计重用辅助产品创新设计.     

三维数字像重建及显示的软件系统实现

提出了一种三维数字像重建及基显示的软件系统结构设计和实现方法,整个软件系统结构是根据面向对象的程序设计思想,利用ViaualC 6.0的编程环境和MFC提供的各种资源建立的,三维数字成像系统的功能块,如三维编码数据的采集、解调、重建和三维数字遥显示,都通过相应的应用类设计实现,此外,通过将OpenGL技术嵌入到软件系统实现了三维数字图象的各种快速显示方法,包括顶点显示、网络显示和纹理映射显示,结果证明,该软件系统提供了友好的图形用户界面、高效的数据处理和重建、以及的三显示功能。     

基于粒子滤波的姿态测量动态系统设计

利用GPS载波信号来确定载体的姿态是一种新的应用,介绍了一种利用粒子滤波和OpenGL的双天线GPS测姿系统,该系统具有结构简单、精度高、实时性强等特点。在测量航向和姿态的同时,也可以进行测速和定位,仿真表明使用粒子滤波的OpenGL动态显示系统不仅能够实时显示被测目标的姿态,还能得到相比直接法更为精确的测姿结果。     

逆向重建中B样条曲面过渡/微调精简方法

为提高逆向工程中点云数据精简与重构的精度和效率,改进B样条曲面拟合在曲率精简和曲面重构中的应用问题.对逆向工程中的3维扫描技术、3维设计、点云数据的精简及模型重构做了深入细致的应用研究.提出一种基于B样条曲面过渡/微调精简算法,将该研究应用于叶轮的逆向制造中,通过3维扫描获得曲面重构点云数据,将点云数据合理拼合封装与精简,进行曲面重建和3维再设计,同时分析产品的光顺性和精度,并利用快速成型机打印出产品模型样件.研究结果表明该方法既高效提高了曲面建模效率,又改善了逆向建模精度.      

一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制

给出数字高程模型(DEM)数据的存储格式,研究如何有效地读取DEM数据,并把它转化为可以被OpenGL图形库所读取的数据格式的方法.在此基础上,研究绘制三维地形涉及到的问题及其绘制原理,给出了利用OpenGL图形库进行地形绘制的简单易行的实现方法,并给出实例.最后,讨论了现存的几种地形简化方法,为解决基于DEM数据的地形实时、快速绘制打下了基础.     

三维场景相息图快速生成研究

相息图以其衍射效率高,无共轭像等优点而被广泛应用于全息三维动态显示中,然而相息图计算量大,生成速度慢而影响了它的实时动态显示;鉴于此,提出了一种三维场景相息图快速生成方法;采用OpenGL进行物点离散采样,逐点计算的优化查表算法进行相息图计算,将相位因子拆成水平方向和竖直方向因子的乘积,离线制作的查找表只需存储水平方向和竖直方向因子,从而使存入GPU纹理内存的查找表空间大大减少,并利用CUDA架构合理设计并行计算方案,使相息图的运算速度进一步加速;实验表明:采用此方法能正确生成所需的相息图,且计算速度比基于CPU的计算方法提高了40倍左右.     

在Windows环境中实现医学图像三维重建

为了使医学图像的三维重建既有较快的速度 ,又有很好的质量 ,针对传统的轮廓拼接算法的不足 ,提出一种独特的轮廓拼接算法 .介绍在微机上应用OpenGL实现三维交互显示 ,并将该算法应用于从一组心脏轮廓线重建其三维表面 .结果表明 ,该算法具有快速、适用于非凸轮廓、生成的表面合理等优点     

基于OpenGL和分形的三维地形几何模型的研究

文章在分形理论的基础上，结合Diamond—square算法，利用OpenGL的API提供的图形库，创建了一种快速生成地形的网格模型，既做到了对地形总体地形轮廓的控制，又充分地利用分形特性表现了地表面的丰富细节．软件实现及实验结果表明，算法生成速度快，只需存储地形参数，既大大减少了数据输入。又降低了系统资源的占用．     

基于投影网格上的Phillips谱真实感海浪仿真模拟

针对如何有效利用现代图形硬件渲染大规模真实感海浪场景的难题,构建了一种基于投影网格上的Phillips谱海浪模型,利用GPU得到的海面浪高渲染为实时高度浮点纹理图,对每个像素进行求梯度得到海水法向纹理图。提出了基于GLSL语言的海水光照算法,实现动态海面光照效果,通过对程序参数的调节,进行不同风向风速下海面浪高的控制以及能见度、太阳高度角等不同气象要素下的真实感海浪绘制。仿真结果表明,该模型及渲染方法能够获得逼真的场景特效。     

虚拟注射机系统的设计与开发

研究了一种基于虚拟现实技术的注射机仿真系统,该系统采用OpenGL建立图形控制平台,分别构造了基础数据库、场景库、显示驱动库和动画库等模块,并通过配备虚拟现实外设来实现立体三维效果;采用骨骼动画技术来实现注射机的动作仿真,完成了基于MS3D格式的骨骼动画制作流程和显示程序;以树状形式组织注射机的各个部件,并通过逻辑控制来实现注射过程的顺序动作．系统设计与实现中将操作面板、逻辑控制器、模型控制器和图形平台分为相对独立的模块,具有很好的扩展性,可广泛应用于操作培训、产品展示、远程维护等多个方面．