复合三角Bezier曲面和平面的求交及其应用

本文提出了一种根据组成复合三角Bezier曲面的各三角Bezier曲面片与平面的相交类型,采用不同方法求取初始交点;通过迭代求精、求近曲面点和边界点计算,由一个初始交点顺序跟踪出整条交线的方法。这种包括各曲面片边界点的交线计算方法可处理复合曲面与平面间形成多条交线、交线环的情况,所得到的交点记录了坐标值和相应曲面片的参数值。测试显示这种交线计算方法简单可靠,精度高,在自由曲面数控加工编程中具有广泛的应用场合,对提高汽车等领域的自由曲面NC加工精度具有重要的工程价值。

复合三角Bézier曲面求交和裁剪的实现

该文利用三角Béier曲面片的可分割性，解决了迭代收敛、初始交点算计问等题；通过近曲面点、边界点跨越等过程，实现了由一个初始交点将跨越许多曲面片的整条交线跟踪出来的设想．将各交点作为型值点插入曲面中，对三角网格进行三角再划分，以交线为界进行三角网格和型值点的分离，最后重新生成两张复合曲面，实现了裁剪的目的．测试结果显示，此方法简单、可靠，能够满足曲面造型的要求．

复合三角Bèzier曲面的裁剪

利用三角Ｂèｚｉｅｒ曲面片的保凸性和可分割性，解决了初始交点计算、迭代收敛等问题；通过求近曲面点、边界点跨越等过程，由一个初始交点出发跟踪计算跨越许多曲面片的整条交线；将各交点作为型值点插入曲面中，对三角网格进行局域三角化，以交线为界限进行分离，重新生成两张复合曲面，实现了裁剪的目的；基于次边界环和重新分布边界点的计算，改善了狭长三角形对整张曲面的性态影响．测试显示，上述方法简单可靠。

基于型值点拟合的非均匀有理B样条曲线曲面延拓算法

提出了一种用于非均匀有理B样条曲线曲面延拓的算法,采用"先离后合"的思想,首先对需要延拓的非均匀有理B样条基线进行分析,构造出一系列的基线型值点;然后将延拓点加入到型值点序列中,再对新的型值点序列进行插值,创建出延拓曲线;最后对生成的延拓曲线的控制顶点序列进行优化操作,以保证所创建的延拓曲线拥有最佳的几何数据结构,从而为下一次延拓打下坚实的基础。算法通过在型值点构造过程中调节容差检验值,使得延拓操作能够适应任意精度的运算场合,从而在运算速度与精度之间达到最佳平衡。讨论了非均匀有理B样条曲线曲面延拓的几种不同形式,以及相应延拓点的计算方式,并给出了运用该算法的运行结果。

基于OpenGL的参数曲面上任意点的交互选取研究

提出了一种实现参数曲面上任意点选取的有效方法。通过屏幕坐标与物体坐标之间的交换 ,利用求解空间一点到曲面最近点的算法 ,经过求解直线与参数曲面的交点 ,成功地实现了参数曲面上任意点的选取 ,避免了求解高次方程组。运行结果表明 ,该方法稳定可靠 。

保持形状特征的整体网格曲面变形算法

为了克服传统网格曲面变形对模型的特征只能进行近似控制的缺陷,提出一种精确的特征控制方法,使得模型特征在整体曲面变形中保持原有形状。首先提取形状特征的位置信息,将其作为变形过程中的刚性约束;再根据改进的离散拉普拉斯算子,建立反映网格曲面微分特性的柔性约束;对刚性约束条件引入拉格朗日乘子,结合柔性约束条件建立线性方程组,利用最小二乘法求出最优解,从而实现在保持形状特征的情况下网格曲面的整体变形。最后,通过实践应用证明了上述算法的合理有效性。

基于草绘的实体建模系统设计

为满足产品概念设计的快速三维建模,设计了一种面向工业产品外形设计的草绘实体建模系统,通过估算草绘曲线主方向的方法直接构造三维曲线,基于动态轮廓模型最小能量算法对三维曲线进行修正变形;将离原曲线空间偏离最少的三维曲线作为二维曲线反投影的结果,进而利用边交换、三角细分等方法构造三维曲面;最后采用压力变形方法对曲面进行变形修正。该系统能够使用户以交互方式进行快速、直观地建模。自主开发软件平台,并进行多种建模测试,验证了算法的有效性和工程可行性。

复合三角Bezier曲面/平面的过渡和裁剪

由初始交点出发，利用拓朴关系跟踪计算复合三角 Beaier 曲面与平面的交线。对一系列交点进行点对应修正、曲面片间边界点计算、交线两端交点的跟踪、截面线构造、截面线离散，构造出与基曲面达到G′连续、结构相似的过渡曲面。将交点作为型值点插入复合曲面的型值点集中、对三角网格局域三角化、以交线边界分离、重新构造拓朴关系生成两张新曲面，实现裁剪的目的。测试显示，上述方法简单可靠。

基于复合三角Bezier曲面/平面交线的裁剪

提出一种复合三角Ｂｅｚｉｅｒ曲面与平面的求交算法，这种算法能处理多条交线、交线环的情况，在自由曲面数控加工编程中具有广泛的应用场合，对提高汽车等领域的自由曲面ＮＣ加工精度具有重要的工程价值。将交点作为型值点插入相应的三角网格，通过三角网格的重新划分和分离，实现复合曲面的裁剪。试用显示，这种裁剪方法在工程上是行之有效的。

基于平行截面轮廓重构曲面实体算法

曲面重构是计算机辅助设计和逆向工程领域中的研究热点,提出了一种基于平行轮廓横截面信息利用NURBS理论构造分支曲面实体的新方法。根据相邻横截面上轮廓线间的不同对应关系;如果是"一对一"的情况,可直接构造蒙皮曲面;如果"一对多"的情况,则转换为多个"一对一"的情形先构造包络面,再对包络面进行裁剪,利用四边Coons曲面片填充算法完成分支曲面的重构;如果是"多对多"的情况,则将之转换为两个"一对多"关系再来进行曲面重构。对多个连续的"一对一"关系复合蒙皮,提高了重构曲面的光滑度;通过添加方向导线,避免了额外的优化时间;把"多对多"转化为两个"一对多",降低了直接利用"多对多"关系构造曲面的复杂性;通过对参数区间的调整,实现了对中间带位置和宽度的灵活控制,为重构分支曲面的形状提供了可控性。

基于复合三角Bezier曲面/平面的交线构造过渡曲面

由初始交点出发,利用三角Bezier曲面片间的拓扑关系,采用连续跟踪的算法计算复合三角Bezier曲面与平面的交线;对所得的交线通过点对应修正、曲面片间边界点计算、交线两端交点的跟踪、截面线的构造、截面线离散,得到一系列的型值点,从而可构造出与基曲面达到G＇连续、结构相似的过渡曲面。测试显示,该方法简单可靠,能满足反求工程CAD建模的要求,在曲面造型和加工领域具有广泛的应用潜力。

过渡曲面的点对应计算方法

由基曲面间的交点出发，根据过渡半径约束计算点对应，在所得点对应序列的首尾两端进行跟踪， 由点对应构造截面线， 对截面线进行离散形成型值点， 从而构造符合 Ｇ Ｃ 要求，与基曲面结构相似的过渡曲面。测试显示，上述构造过渡曲面的方法简单可靠，能够满足反求工程 Ｃ Ａ Ｄ 建模的要求。

无线传感器网络研究综述

无线传感器网络作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术。在简要介绍无线传感器网络体系结构的基础上,分析和展望了一些有价值的应用领域。结合已有研究,从数据采集、数据计算和路由协议三方面介绍无线传感器网络的研究现状,并着重介绍了目前无线传感器网络采用的路由技术,最后指出了下一步的研究方向。

逆向工程中扫描数据点的曲面重构

针对三维扫描数据点的曲面重构技术在实际系统中的应用,提出了一种以B样条曲面为基础的曲面构造算法。已知数据点按简明行方式排列,算法产生一个连续的B样条曲面,该曲面的参数化过程不受每行数据点分布的影响。根据所传递的候选节点矢量,采用柔性间距选择,有效地减少了控制顶点数,同时应用三维图形标准以及图形函数库,在VC++6.0平台上完成了该软件的编制。通过实际系统应用验证,该算法改进了传统曲面重构方法在处理非均匀扫描数据点时曲线曲面形状的失真和运算的不稳定现象,计算简单,易于编程实现。

一种基于MD5值的数字图像加密新算法

数字图像在远距离传输时必须保证其完整性和安全性。采用数字图像本身的MD5值作为位加密周期序列,设计了一种简单、高效而且实用的图像加密算法。该算法针对数字图像的应用特点,既实现了图像完整性的验证功能又解决了图像安全性的问题。

用于非均匀有理B样条曲面裁剪的扫描线算法

提出一种用于非均匀有理B样条曲面裁剪的算法。首先在非均匀有理B样条曲面的参数域中定义曲面的裁剪曲线,然后自上而下地分析曲面参数域中的每一条U(或V)向线段(扫描线),通过这些扫描线与裁剪曲线的相交关系来判定曲面的裁剪域,再将其映射到三维空间中,从而显示出裁剪操作的结果。由于可以通过定义扫描移动最小步距值来控制曲面裁剪操作的精度,该算法适用于各种精度需求的裁剪操作场合。此外,也可以根据需要对扫描进行定位操作来实现各种裁剪特效。

一种参数化可调的NURBS曲面G^2光滑拼接算法

提出一种用于NURBS曲面G2光滑拼接算法。在创建拼接曲面时,采用"参数可调"的思想,用拼接函数和指重参数先统一两基曲面的参数,计算出拼接曲面上的插值点,并以这些插值点为参考点根据G2连续的几何性质对拼接曲面的内部控制点进行修正。此算法适用于各类曲面的拼接,通过调整平衡因子和指重参数可以得到在满足G2连续的前提下各种曲率的拼接曲面,简化曲面拼接的计算过程。

基于NURBS曲线曲面造型理论的产品外形系统设计

为了设计一个适用于产品外形设计的系统,文中重点对曲线曲面造型模块进行了研究,在NURBS曲线曲面造型模块中融入了实体造型的功能,设计了便于扩充和维护的曲线曲面类层次结构,并讨论了曲面造型模块的应用流程,通过与数据导入导出功能的衔接实现了与其它造型软件之间的数据共享,提高了系统造型效率,缩短了产品设计周期。在内核的显示模块设计中,提出了一个包含两个显示链表的显示类结构,用以加快图形对象的显示速度。

一种用于模具设计的NURBS曲面造型系统设计方案

使用UML技术,采用核心→边缘、主干→细化的螺旋式功能设计方式,使得所设计的曲面造型系统的各种功能拥有比较清晰的层次性。同时,在系统内核的设计上使用了插件和双显示链表的思想,从而保证了所设计的曲面造型系统拥有相对灵活的可扩充性和及时的设计反馈速度。所有这一切都为随后的程序实现奠定了坚实的基础。

逆向工程中基于精确截面信息的曲面拟合

针对带有精确截面信息的有序离散点的三维曲面重构问题,提出了一种NURBS曲面快速重构方法。该方法有效地减少了运算数据量,提高了运算效率,同时改进了传统曲面拟合在处理非均匀截面数据点时曲线曲面形状的失真和运算的不稳定现象,最后应用三维图形标准以及图形函数库在实际系统中验证了该方法的有效性。