基于Loop细分算法的人体模型网格平滑

网格平滑是实现三维模型离散造型的主要方法.为了实现数字人体几何模型的光顺效果,本文提出一种基于Loop细分算法的三维人体模型的网格平滑方法.细分曲面是用低分辨率的控制网格和定义在控制网格上的一种细分规则来表示曲面的,它能有效改善三维人体几何模型的表面不光滑以及分辨率低的缺点.实验证明,该方法对基于参数化建模方法的、多曲率网格人体模型取得了很好的效果,实现简单高效,特征保持效果也很好.     

露天矿三维可视化矿床地质模型的建立

基于裁剪曲面和不规则多边形，建立了露天矿三维可视化矿床地质模型，这个模型是由地质界面模型和地表面模型组合而成的。地质界面模型是由煤层的顶底板插值曲面经煤层边界和断层曲面裁剪而成的，地表面模型是对原始地表数据和矿坑数据进行三角剖分得到的三角形网格。根据露天矿的开采特点，实现了对模型的自动维护和更新，形成了动态的露天矿三维可视化矿床地质模型。     

基于螺旋CT的人体颅脑三维有限元模型构建

阐述了基于螺旋CT图像构建颅脑三雏有限元模型的过程。首先，对人体颅脑进行CT断层扫描，然后采用CT图像三维重建软件和CAD软件构建轮廓线，用有限元软件ANSYS划分网格，构建了颅脑三维有限元模型，并对该模型进行了验证。此模型包括大脑左右半球、小脑、脑干、大脑镰、小脑幕，是完全真实的人体颅脑三维有限元模型。本模型以精确CT数据为依据，为宇航、交通事故、司法鉴定、创伤判断和临床治疗等提供了可用的颅脑有限元模型。     

基于雅可比算法的着装人体三维模型重建

根据数字像机拍摄的两幅正面着装人体图像和侧面图像，重建着装人体三雏模型的雅可比（Jacobi）算法，在利用平面旋转变换矩阵对基本矩阵进行正交相似变换雅可比方法处理后，计算出特征点三雄坐标并组成稀疏的三维网格结构，然后采用分步紧支撑径向基函数进行三雏插值逼近运算，重建相应的着装人体三维模型，并根据图像纹理数字化记录技术，将其映射到三维模型上，得到三维着装人体结构渲染效果图．     

基于轮廓线的任意形体三维重建

由二维灰度图像恢复形体的三维形状已经成为计算机视觉领域的一个研究热点.对该问题进行了深入的研究,提出了一种基于单幅图像,利用轮廓线进行形体三维重构的方法.该方法从一幅二维灰度图像的断层剖面中使用行扫描线法提取带有孔洞的轮廓线,并且根据一定的准则对其进行分层处理,采用曲率法对各相邻层轮廓线中的分层轮廓线进行匹配,结合最小对角线优化策略完成三角面片拼接,最终实现任意形体表面的三维重建.实验证明,该方法可以根据形体的二维灰度图像方便有效地重建出其三维形状.     

基于网格的地质断层可视化三维建模方法

文章提出了一种基于三维网格的含断层的地质体建模方法。该方法根据钻孔数据建立三维网格来模拟地层面,依据断层数据来计算断层面方程和断层的断距,最后,结合所得的三维网格数据、断层面方程和断距,通过OpenGL生成模型。该方法能有效降低含断层地质体建模的复杂程度,有较强的适应性,所给实例展示了该方法的实际建模效果。     

基于纹理图像与网格协同优化算法的三维模型压缩

该文提出一种基于纹理图像与网格协同优化算法的三维模型压缩简化方法,在不降低三维模型视觉显示效果前提下,压缩三维模型数据。首先,对原始模型进行重网格化,获得具有规则拓扑结构的多分辨率网格;其次,结合模型网格提取纹理特征点,依据特征点确定图像有效区域;最后,利用嵌入式零树小波算法对图像进行编码和解码操作,实现对三维模型的压缩简化及图像重建。实验证明,该方法提取的图像有效区域更快捷、压缩率高、细节丰富。     

用球面混合曲率图像比较三角网格模型的相似性

针对现有相似性比较算法对模型的局部细节特征描述不足的现状,提出了一种零亏格三角网格模型形状相似性比较的新方法.在对三角网格模型进行姿势配准以后,映射三角网格模型到单位球上,并用多种曲率生成球面混合曲率图像,然后用球面调和函数对其分解,提取一维旋转不变的形状描述子进行相似性比较.实验结果表明,采用球面混合曲率图像可以对三角网格模型中不同类型的曲面进行清楚的区分;文中提出的方法能更细致地区别三维模型,对网格分辨率鲁棒且特征提取稳定,因此可以提高三维模型检索的有效性.     

基于有符号距离场的矿山三维模型布尔运算

针对复杂形态的矿山三维模型构建,提出一种基于三角网格的有符号距离场的三维模型布尔运算算法.首先借助方向包围盒层次树快速计算三角形之间的交线,然后通过约束德洛内三角剖分对候选的三角形逐个进行拆分,分别计算三角网格模型的顶点、边和面的角度加权伪法矢,建立要运算的2个三角网格的有符号距离场,从而根据有符号距离场确定拆分后三角形单元与另一个模型的位置关系,最终根据布尔运算类型进行取舍得到表面模型的运算结果.该算法能有效的对三角网格表面模型实施布尔运算,适用于各种复杂的矿山三维模型.     

复杂地质构造煤层三维模型自动构建技术

为研究含无煤区和断层的煤层三维模型的自动构建方法,基于钻孔数据和二维煤层边界线及断煤交线,利用见煤钻孔与煤层顶、底板交点和插值得到的未见煤钻孔点,构建Voronoi图,确定未见煤钻孔的影响区域为无煤区边界线;通过钻孔与煤层顶、底板的交点,对煤层边界线、断煤交线、无煤区边界线上点和煤层顶、底板面上网格点的高程值进行插值;从两个方面对用于高程插值的距离反比加权插值方法进行改进,采用四分圆扇区搜索和钻孔工程数量优化邻近样本点,通过计算插值点和样本点连线与断煤交线的交点数量排除位于断层异侧的样本点;对已插值的内外边界线和网格点进行约束Delaunay三角剖分,分别建立煤层顶、底板表面;对逆断层的重叠区域按上、下盘分别进行断煤交线和网格点的高程插值以及表面建模,最终形成煤层三维模型.     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

三维服装计算机辅助设计的曲面逼近和消隐

本文介绍了三维服装 CAD 系统 GCAD-2中的人体曲面逼近和曲面消隐等的处理方法。三维服装 CAD 系统中的人体曲面模型是三维服装造型的基础,也是二维原型服装的依据。作者按照计算机辅助服装设计的基本要求,根据人体测量系统输入的数据,提出一种在最小二乘意义上的人体曲面逼近方法。采用这种方法,构造的人体曲面模型计算量小,可以方便地进行修改、控制和进行隐面处理和浓淡处理等。     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

基于图像的艺术造型方法的研究与实现

提出了一种由二维图像转化为三维网格的新方法 ,在此基础上设计并实现了从视觉表面直接到雕刻模型的集成环境 .实现了图案设计、输入、编程、优化和数据转换的一体化和自动化 ,能产生高质量的雕刻模型数据样板 ,提高生产效率     

Geometric Feature Extraction and Model Reconstruction Based on Scattered Data

A method of 3D model reconstruction based on scattered point data in reverse engineering is presented here. The topological relationship of scattered points was established firstly, then the data set was triangulated to reconstruct the mesh surface model. The curvatures of cloud data were calculatod based on the mesh surface, and the point data were segmented by odge-basod method; Every patch of data was fitted by quadric surface of freeform surface, and the type of quadric surface was decided by parameters automatically, at last the whole CAD model was created. An example of mouse model was employed to confirm the effect of the algorithm.     

交互标记控制的快速网格分割

提出一种快速的三维网格分割算法。与大多数针对顶点集合的分割不同,此算法是一种面集分割,对网格的曲率估计位于相邻两个面之间。在分水岭算法的基础上,由用户交互提供分割的指示标记,完成网格曲面分割。因此不存在过度分割、噪音干扰等问题。同时利用极小值原理,使得分割结果更接近人的主观视觉原理。实验证明分割过程是快速的,能够满足交互的需要。     

基于PRO/E的混流式水轮机叶片的三维造型

针对混流式水轮机叶片形状的复杂性给其三维实体造型带来的困难,以混流式转轮叶片二维木模图为基础,基于PRO/E软件的三维建模功能,采用从点到线、线到面、面再到体的方法,对混流式水轮机叶片进行三维造型.为了提高造型的准确性,用切割的方法对叶片进水边、上冠及下环进行修型,从而可真实准确地得到木模图所表示的混流式水轮机叶片的三维实体造型.     

人体脊柱腰椎节段三维有限元建模

为了探讨人体脊柱腰椎节段三维重建方法,利用逆向工程软件Mimics（Materialise＇s Interactive MedicalImage Control System）,结合CT断层扫描图像,重建人体脊柱腰椎节段三维几何模型。经ANSYS转化建立脊柱腰椎L1-3的理想三维有限元模型,在Mimics中对所建立的有限元模型赋材质,实现了非均匀材质的骨组织赋值问题。该腰椎节段三维有限元模型高度模拟腰椎结构与材料的特性,具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。本模型可进行任意旋转观察,可任意切割,并可通过调整模型几何及材料参数,施加不同的载荷与边界条件以模拟不同实验状态并能够以不同的文件格式输出,可用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域。     

基于几何元素的城市三维地理信息系统空间数据模型

空间数据模型是建立城市三维地理信息系统的核心问题。基于不同的城市空间对象划分方法 ,提出了城市三维地理信息系统的 18个空间数据模型 :①把空间现象抽象为点对象、线对象、规则面对象、规则体对象、不规则对象和DTM等 6类对象 ,基于 6种几何元素 (点、直线段、多边形、函数构造面、TIN面片、规则体素 )的不同组合 ,提出了城市三维地理信息系统的 9个空间数据模型 ;②把空间现象抽象为 5类对象 ,分别为零维空间对象 (点对象 )、一维空间对象 (线对象 )、二维空间对象 (面对象 )、三维空间对象 (体对象 )和DTM ,基于 6种几何元素的不同组合提出了 8个空间数据模型 ;③把空间现象抽象为零维对象、一维对象、二维对象、三维对象和DTM ,基于点、直线段、TIN面片、多边形、规则面、不规则面等 6类几何元素提出了一个空间数据模型。通过对一个数据模型的实验验证和各模型的理论分析 ,说明了这些模型的特点及可行性。     

边坡稳定的三维有限元直接搜索法

提出了一种基于三维有限元应力场计算边坡安全系数与直接搜索临界滑裂面的新方法.对临界滑裂面上的应力分布直接使用三维有限元计算的应力结果,并且直接利用三维有限元的单元体网格面作为滑移面搜索网格面.鉴于有限元单元体网格和图的直观相似性,可以把网格抽象成图,通过引用动态规划中最优化思想搜索临界滑裂面.以三维均质边坡为例,通过三维极限平衡法、三维强度折减法与本文方法的对比分析,验证了本文方法的正确性与合理性.