基于三維散亂點(diǎn)云的曲面重構(gòu)技術(shù)研究.pdf

1、曲面重構(gòu)技術(shù)是逆向工程中CAD建模、醫(yī)學(xué)圖像可視化等研究領(lǐng)域中的一個重要問題，是逆向工程的重要組成部分?；谌S散亂點(diǎn)云的曲面重構(gòu)技術(shù)更是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，也是其中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文以三維散亂點(diǎn)云為研究對象，對曲面重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，提出了一種基于形變模型的曲面重構(gòu)方法。
　　 首先，針對三維散亂點(diǎn)云提出了一種快速構(gòu)造初始三角網(wǎng)格的方法。該方法通過定義形狀系數(shù)，計(jì)算出三維散亂點(diǎn)云內(nèi)部凸形空間中的一點(diǎn)，把這點(diǎn)定義為球心，把

2、球心到散亂點(diǎn)的最短距離定義為球半徑，然后在球面上均勻取點(diǎn)并進(jìn)行三角網(wǎng)格剖分，最后細(xì)化三角網(wǎng)格并映射到球面。該方法可以設(shè)定參數(shù)對初始三角網(wǎng)格進(jìn)行控制，并快速地構(gòu)造高質(zhì)量的三角網(wǎng)格。
　　 然后，以初始三角網(wǎng)格為形變模型，提出一種自適應(yīng)最短距離逼近方法。該方法針對三維散亂點(diǎn)云進(jìn)行數(shù)據(jù)分塊，提出“自約束”方法來計(jì)算三角網(wǎng)格頂點(diǎn)的單位法矢并保證法矢向外，并對三角網(wǎng)格頂點(diǎn)的逼近規(guī)則進(jìn)行了設(shè)定。由此，計(jì)算出每個頂點(diǎn)到散亂點(diǎn)云的最短距離，使頂

3、點(diǎn)沿其外法矢方向逼近目標(biāo)曲面，每個頂點(diǎn)逼近之后，其對應(yīng)最短距離點(diǎn)也相應(yīng)改變。在逼近過程中，對三角網(wǎng)格進(jìn)行綜合優(yōu)化來保證高質(zhì)量的三角網(wǎng)格。
　　 最后，本文在3細(xì)分方法的基礎(chǔ)上，采用了一種新的細(xì)分方法。在每次細(xì)分中，首先在三角面上生成F.頂點(diǎn)，然后按照最大的最小內(nèi)角準(zhǔn)則對三角形進(jìn)行邊翻轉(zhuǎn)優(yōu)化。本文的細(xì)分方法可以達(dá)到細(xì)分效果的同時又優(yōu)化了三角形，效果較好。細(xì)分完成后，通過把網(wǎng)格頂點(diǎn)映射到散亂點(diǎn)云得到重構(gòu)曲面。
　　 本文把算