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.     

函数型曲面细分算法及其性质

提出了一种较一般的函数型曲面的细分算法，该算法包容了四点法、二次Ｂ样条、三次Ｂ样条曲面。主要结果是给出一个保证算法收敛的充分条件，对于连续性也作了探讨。     

基于细分思想的自由造型技术在CACD中的应用

设计一个快速的交互式工具支持概念设计,将细分曲面及自由变形技术应用到计算机辅助概念设计(CACD)中;在t-FFD算法基础上,提出了基于细分曲面的自由变形算法思想,将两者相融合,克服了t-FFD算法为获得光滑变形采用的距离加权融合方法的不足,使变形空间更光滑,变形更快速.应用该算法开发的CACD系统可提供用户一个方便快捷的设计工具,提高设计效率,优化变形效果.     

基于细分思想的自由造型技术在CACD中的应用

设计一个快速的交互式工具支持概念设计,将细分曲面及自由变形技术应用到计算机辅助概念设计(CACD)中;在t-FFD算法基础上,提出了基于细分曲面的自由变形算法思想,将两者相融合,克服了t-FFD算法为获得光滑变形采用的距离加权融合方法的不足,使变形空间更光滑,变形更快速.应用该算法开发的CACD系统可提供用户一个方便快捷的设计工具,提高设计效率,优化变形效果.     

基于Loop细分算法的曲面边界控制及曲面拼接

文章提出了3种算法实现边界点不全在边界条件多边形上的满足边界条件的Loop细分,利用这些算法,能控制曲面的边界曲线的形状;在此基础上,提出了基于Loop细分的2个曲面的拼接算法,拼接后的曲面能在非特殊点处达到C2连续,在特殊点处C1连续;应用所提出的算法不仅可以对细分曲面进行拼接,还能对残缺的曲面进行修补,使之能够产生光滑的曲面.     

一种针对非均匀有理B样条曲面的碰撞检测算法

提出了一种针对非均匀有理B样条（NURBS）曲面的碰撞检测算法，它将节点反插技术引入到NURBS曲面细分中，通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测．该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点，反算出要插入的节点，再采用节点插入技术将曲面细分，然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包（FDH）包围盒，以尽早排除不可能碰撞的情况．在到达一定细分层次后，进行曲面之间的距离测试，若距离小于某一阈值，则认为发生碰撞．通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明，所提算法可以应用于由NURBS曲面表示的物体碰撞检测，在细分层次为5，阈值为0．0006时，可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性。     

细分曲面的NC刀轨生成算法及实现

提出了一种基于LOOP细分规则的NC精加工刀轨生成算法,该算法将细分曲面应用于CAD/CAM系统,适用于任意拓扑的三角网格模型;通过控制曲面等距误差来生成满足给定精度要求的NC刀轨.其核心思想是:首先计算LOOP细分曲面控制顶点的极限点和法矢量,然后从极限点开始,沿其法矢方向以球头刀的半径长度按照给定精度向外等距,获得等距曲面,最后在等距曲面上生成精加工数控刀轨.实例表明该算法稳定、高效、误差小.     

求取点到Bézier样条曲面的最短距离

利用Bézier曲面的凸包性和快速离散性,并应用曲面片的细分原理,提出一种计算空间一点到曲面的最短距离的算法,算法的可靠性在实践中得到了检验。     

基于Catmull—Clark细分的曲面裁剪运算

曲面裁剪运算是CAD/CAM领域最重要、最复杂的问题之一,四边形网格在工程CAD/CAM的实际应用中较为广泛.文中基于Catmull-Clark细分,提出一种对平面四边型网格进行操作的曲面裁剪运算:在细分曲面求交完成后,采用局部修改交点处的控制网格拓扑结构和局部修正控制网格顶点位置的方法,实现了对Catmull-Clark细分曲面的裁剪运算.文中还给出了控制网格上任意点在细分曲面上的位置计算推导、裁减算法流程与应用实例.     

Loop细分模型的边界拼接算法

为解决细分曲面之间的光滑拼接问题,提出一种满足边界条件的Loop细分算法,利用此算法可以完成两个细分模型的拼接,使得两个细分模型在具有相同细分格式条件下的极限曲面可在拼接处达到C^2连续,而在边界的奇异点处达到C^1连续．     

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.     

自由曲面的求交及其过渡曲面的生成

现有的为平面或二次曲面产生过渡曲面的算法均不能用于自由曲面。本文用双三次 Ｂｅｚｉｅｒ曲面片来表示自由曲面，用基于分割的递归算法求出自由曲面之间的交线，在这 基础上，提出并实现了围绕交线产生过渡曲面的算法，过渡曲面本身也是用双三次Ｂｅｚｉｅｒ 曲面来表示的。所述算法已在ＤＯＲＡＤＯ计算机上用ＣＥＤＡＲ语言实现，并作了实例计 算。     

保细节的基于曲面控制的网格变形

综合考虑微分域网格编辑方法在细节特征保持方面的优势以及细分曲面的任意拓扑适应性,提出一种基于曲面控制的网格变形方法.以流形网格上的离散泊松方程为理论基础,在指定变形区域模型表面设计细分曲面作为变形控制曲面,并将对它的编辑操作映射为对变形区域网格的梯度场操纵,最后通过泊松重建得到变形后的网格模型.文中变形方法克服了传统参数样条曲面难以贴合任意拓扑物体外形的缺陷,可以有效保持物体的细节特征.     

细分自由曲面在工业造型中的应用

介绍了Catmull—Clark细分算法、细分曲面性质和算法特点．给出了一种基于Catmull—Clark细分算法和实体布尔运算的工业造型方法．该方法首先利用布尔运算构造实体，然后从实体提取初始网格，最后采用Catmull—Clark细分算法对初始网格进行计算，从而求出自由曲面．     

Deformable surface modeling based on dual subdivision

Free formsurfaces ,especiallynon uniformratio nalB splines (NURBS) ,arewidelyusedincomputeraidedgeometricdesignandcomputer aideddesign/manufacturing .However ,usuallyasurfaceofarbi trarytopologycannotberepresentedbyasingleNURBS .Moreover ,itisverydifficulttosettheknotspacings,manipulatethecontrolverticesormodifytheweightstomeetsomedesignrequestsusingNURBS .Consequently ,subdivisionsurfacesappeartouniformlymodelanycomplexsurfacesofarbitrarytopology[1] .However ,interactivemethodsformodi …     

Defomable surface modeling based on dual subdivision

Based on dual Doo-Sabin subdivision and the corresponding parameterization, a modeling technique of deformable surfaces is presented in this paper. In the proposed model, all the dynamic parameters are computed in a unified way for both non-defective and defective subdivision matrices, and central differences are used to discretize the Lagrangian dynamics equation instead of backward differences. Moreover, a local scheme is developed to solve the dynamics equation approximately, thus the order of the linear equation is reduced greatly. Therefore, the proposed model is more efficient and faster than the existing dynamic models. It can be used for deformable surface design, interactive surface editing, medical imaging and simulation.     

Precise evaluation of uniform Doo-Sabin surfaces

Using eigenanalysis of uniform Doo-Sabin subdivision surfaces, parameterization approaches for two types of Doo-Sabin subdivision surfaces are developed, and evaluation methods for values and derivatives of Doo-Sabin surfaces at arbitrary parameters are presented by means of non-iterative approaches. Generalized basis functions for Doo-Sabin surfaces are also derived. Thus, the prejudice is disproved further that subdivision surfaces cannot be evaluated precisely.     

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.     

一种新的体细分格式

近二十年来,对曲线和曲面的细分方法(Subdivision)的研究和应用在计算机图形学和造型领域中相当流行,然而对于实体的细分方法却研究得较少.在本文中,我们设计了一种基于六面体的逼近细分格式在张量积网格上表现为张量积格式,在体网格上生成光滑的极限实体,并能在实体上引入边界和折痕.根据已有的在简单六面体网格上的基于六面体的逼近格式,如果不采用一些特殊规则,设计者很难得到实体模型.我们设计了一套针对实体模型的细分规则来简化细分过程.大体上,我们的细分过程结合了简单线性细分和二层平均,对网格的局部拓扑结构没有严格要求.特别地,我们的格式可以不加修改地应用到非流形拓扑网格上.同时,我们引入了用于控制模型形状的自由参数,使模型设计更具弹性.