几何网格简化研究与进展

在计算机图形学中,三维几何模型通常用多边形网格进行描述．由于网格数据的处理时间和存储代价与多边形的数量成正比,过于复杂和细节化的网格会给图形数据的存储、传输、计算和实时绘制等带来负担．文中综述了国内外几何网格简化及相关技术领域的研究与进展,对相关技术及其特点进行了介绍和分析,给出了网格简化方法的分类,并就该领域未来的研究方向进行了展望。     

细分技术的研究与实现

曲面造型通常所采用的是基于三角形或多边形的表示方法。在实际绘制过程中,往往由于多边形网格不够细密而影响绘制效果。为了得到高质量的绘制效果,引入了细分曲面造型方法。文章探讨了基于多边形网格的细分方法,实现了基于三角形控制网格1-4分裂的Loop细分模式。     

基于特征点的自适应三维网格数字水印算法

针对目前三维模型水印算法在将水印嵌入三维模型后,均会使三维模型产生局部失真问题,文章提出一种自适应三维网格水印算法。通过特征点提取算法将模型的特征点提取出来,按其模长进行分组,将每组顶点的模长序列进行一维DCT变换到频域,在频域信号上加入水印,使嵌入的水印具有不可见性。实验结果表明,该算法对仿射攻击、网格简化、加噪声和剪切攻击以及它们的联合攻击具有较好的鲁棒性,同时有效地控制了由于嵌入水印对几何模型造成的局部失真现象。     

采用网格再划分技术的网格推延造型

提出了一种对自由多边形物体直观高效的三维网格推延造型方法,采用这种造型方法,用户可以在已有的三维物体上勾勒两笔二维轮廓,从而推延了新的空间网格曲面,阐述了两种网格再划分技术,网格优化和网格细分,在此基础上,详细介绍了网格推延造型的方法,该方法能广泛地应用于多边形物体的自由造型。     

注塑模CAE的三维等值线生成算法

提出了三维等值线生成的新算法．通过对曲面的扩展及离散，生成三维曲面的三角形网格．在网格节点构成的空间点集中，进行有序地搜索，并运用线性插值法获取三维曲面上系列的等值点，从而实现三维等值线的生成，以满足注塑模ＣＡＥ后置处理的需要     

无单元法应用于节理岩体

无单元法是一种新方法,其在岩体问题的应用中,至今报道甚少.根据岩体结构特点和无单元法的优点,建立了节理岩体的二维无单元模型,编制了相应的节理岩体无单元程序,并给出了算例,计算结果表明,该模型是合理可行的,同时给处理岩体节理问题带来了方便.     

Solidworks中二维图形与三维模型的互化问题研究

介绍了利用Solidworks中的2D到3D工具条将二维图形创建成三维立体模型的方法,阐述了由三维模型自动转化生成二维工程图时贯彻国标和灵活适应国标的问题.     

用三维局切面族逼近法实现逆向精确造型

在某点邻域构造初始三维局切面，以黎曼图表示局切面间的邻接关系，用欧几里德最小生成树实现局切面的法矢一致化，再用步进立方体法进行轮廓追踪，最后用能量函数法优化初始网格。该逆向造型方法除点的三维坐标外无需任何附加信息即可确定离散点蕴涵的拓扑信息，适于精确地反求具有任意拓扑结构的原型体。     

Copy-and-paste operation of planar polygonal shapes

A 2D polygonal shape copy-and-paste method is proposed which is based on a multiple planar shapes blending algorithm. First sub-shapes are specified and selected, which correspond to user-defined visual features on the input shapes. Then they are copied and pasted with contribution weights to generate new shapes via a modified intrinsic 2D shape blending algorithm. User can edit the generated shape intuitively and interactively by adjusting the contribution weights. The proposed method fills the gap in the object modeling methodology based on the copy-and-paste operation. Besides the static 2D copy-and-paste operation, the proposed method can also be applied to 2D metamorphosis among multiple planar shapes.     

Copy-and-paste operation of planar polygonal shapes

A 2D polygonal shape copy-and-paste method is proposed which is based on a multiple planar shapes blending algorithm. First sub-shapes are specified and selected,which correspond to user-defined visual features on the input shapes.Then they are copied and pasted with contribution weights to generate new shapes via a modified intrinsic 2D shape blending algorithm.User can edit the generated shape intuitively and interactively by adjusting the contribution weights.The proposed method fills the gap in the object modeling method- ology based on the copy-and-paste operation.Besides the static 2D copy-and-paste operation,the proposed method can also be applied to 2D metamorphosis among multiple planar shapes.     

一种基于旋转不变量的三维形状描述子

提出一种新的基于三维模型的旋转不变量的形状描述子。在此方法中,使用Hadamard变换的工具先将三维模型表达成一序列球面函数,然后使用球面调和分析提取这些球面函数的旋转不变量。这一做法能够尽量避免将三维模型表达成球面函数过程中的信息丢失。基于这些旋转不变量给出了一种形状相似性度量。给出了大量试验结果,验证了此描述子的性能要优于其他现有的三维形状描述子。     

机器人避碰撞路径生成中的跨绕问题研究

随着机器人控制智能化程度的提高,避碰撞路径生成显得非常重要.可视图法可有效地求解二维问题。但无法求解三维问题.文中将三维避碰撞最短路径问题分解成跨越和绕行两个基本问题,推导了用于求解这些问题的一组定理和公式,由于采用了递推公式及解非线性方程组,使得算法较为简单.     

附加法向信息的三维网格预测编码

为提升三维网格的压缩性能,提出了一种网格法向与几何帧内-帧间预测编码方法.该方法充分利用法向数据内部分量间（帧内）及几何与法向数据间（帧间）的相关性,实现附加法向信息的三维网格压缩,有效保持解码后三维网格的几何特性.实验结果表明,提出的预测编码方法相比分别压缩三维网格法向与几何数据,能够显著提高附加法向信息三维网格的压缩效率.      

Real-time acquisition of compact volumetric maps

0 Introduction3D modeling techniques have been more and morecompactlyintegrated withrobotics .3-Denvironment mod-els are useful in mobile robot mapping,locationand navi-gation.They could helptolocate a mobile robot fast andaccurately,andto navigate it while it travels inthe envi-ronment. The accuracy of models acquired with rangefinder[1]is typically higher than that of models acquiredwith stereo vision[2].And vision sensors usually can notprocess vision data in real-time . Therefore ,laser r…     

岩土工程勘察场地立体空间建模与可视化信息管理

基于钻孔勘探、标准贯入、地形测量等多源异构岩土工程勘察资料，研究了岩土工程勘察场地的数据预处理、立体空间集成建模与可视化信息管理方法，开发了相应的软件系统，实现了地形、建筑物、钻孔、地层、地下水等空间对象的三维集成建模、真实感可视化、剖切分析及勘察成果的信息查询与更新，形成了岩土工程三维勘察报告新模式.经多个岩土工程实际项目的应用与验证表明:采用所提出的三维建模技术与可视化方法，可自动建立岩土工程场地的立体空间三维集成模型，对岩土工程勘察领域的三维信息化建设具有较高的应用价值.     

二维网格计算机上容错的虫孔组播路由算法

提出了一个决定型的和一个自适应型的二维网格上容错的虫孔组播路由算法，所提出的算法用于路径的组播路由模型，而不是在网络中找出哈密尔顿路径和欧拉路径，所提出算法的无死锁性依赖于目标地址集的顺序和故障处理机周围的路由路径的选取，它容许一个故障处理机模型。     

基于点云数据的牙齿表面重建算法

由三维扫描仪对牙齿进行扫描, 得到散乱的点云模型, 首先通过构建K D树的方法对每个点进行K邻域搜索; 然后根据这种邻域关系, 利用最小二乘原理拟合平面, 估算出每个点的法向量信息; 接着确定点云边界, 选取极值点作为初始点并建立种子三角形; 最后采用基于多约束的局部最优三角网格生长算法, 从种子三角形开始, 以边为扩展条件, 逐层搜索点并建立新的三角形; 在此过程中添加了四个约束条件, 能够较好的选取扩展点并对已存在的三角形边向外扩展, 从而形成互相邻接的三角形网格, 实现了牙齿表面的重建.     

车用柴油机气缸体强度的有限元分析

采用Pro／E和HyperMesh对改进后的某车用柴油机气缸体进行了三维实体建模和网格划分,基于ABAQUS分析平台计算了改进后的机体应力分布情况;同时结合凸轮轴孔子模型,采用Fatigue软件进行高周疲劳分析。计算结果表明：改进后凸轮轴孔处的疲劳安全系数均大于1．1,满足疲劳强度设计要求。     

简化的二维混凝土骨料随机生成法

混凝土的细观力学分析中,将混凝土考虑为由粗骨料、水泥砂浆以及界面三相所组成的复合材料。细观分析时粗骨料模型的建立是一个主要而且关键的步骤。在二维分析中,圆形骨料是应用最为广泛的简化模拟方法;而椭圆形骨料以及多边形骨料也分别被用来模拟卵石骨料以及碎石骨料。针对圆形、椭圆形以及多边形这三种剖面形状的骨料,确定了简化的骨料随机生成方法,生成了相应的几何模型,并得出了数值模拟结果。     

具有灰度信息三维网面的边缘检测方法

讨论一种从具有灰度信息的三维网面模型中提取三维边缘的方法,可用于提取单线宽度的边缘信息,以利后续的三维模型识别及其它处理操作。该方法以二维图像Canny边缘检测算法为基础,将非极大值抑制引入三维模型中,实现三维网面单线宽度边缘的准确提取,该算法可应用在基于视觉的三维物体建模和识别中。