机器人作业对象三角形网格模型的建立

介绍了基于三维信息输入的机器人作业系统的基本工作原理，对三角形网格模型构造方法中三维离散点三角形网格划分策略以及三角形剖分增量算法进行了深入的研究，利用该方法构造的物体对象模型成功地应用于机器人雕刻、打磨。

一种基于单层包络控制的三角形网格简化算法

三维物体的几何造型中,物体通常用三角形网格来描述.对于复杂物体的三角形网格模型,如人脸及人的各种器官的三维几何模型、各种动物的三维几何模型,其庞大的数据量给存储、传输以及渲染等方面带来了很大的困难,因而三角形网格模型的简化成为了当前国内外计算机图形学领域中的一大研究热点.本文在研究总结已有算法的基础上,提出了一种采用单层包络控制的三角形网格简化算法.该算法对Cohen提出的包络构造方法进行了改进,采用一维搜索中的二分法来逼近最佳偏移值,并且采用内层单包络来控制简化误差,从而有效地改善了算法的性能.实验结果表明,采用本算法简化的三角形网格模型,不仅可大大地减少三角形面片数,而且有一个较低的算法时间复杂度.

一种三角形表面网格质量综合度量方法

在计算机图形学中,有限元等科学计算与分析方法得到了越来越广泛的应用.而有限元单元网格质量的好坏将直接影响有限元计算过程的收敛性以及有限元解的误差.通过对计算机图形学中常用的三个表面网格模型进行分析,利用模糊数学的方法,给出了一种三角形网格质量综合度量方法.利用该方法得到的评价指标可以综合、快速地评价一个有限元网格模型的质量.

基于法向映射的复杂模型的实时绘制技术

为了达到绘制实时,通过用简化的、带有法向映射的三角形模型来逼近原始复杂模型是一种非常有效的方法。算法针对地形模型和一般的三角形网格模型,提出了不同的法向映射的构造方法。这些方法能充分利用现今图形卡的加速功能来快速地生成法向映射纹理。对于已生成的带有法向映射的简化模型,算法给出了两种实时绘制技术,一种方法是适用于一般图形卡,另一种是适用于具有硬件加速的像素渲染功能的图形卡。实验结果显示,算法能在保持较高的绘制帧率的同时保留与原始模型相近的细节。

增量几何压缩

提出了一个几何压缩算法 ,用以节省三角网格模型存储和传输时间 .它首先递归地以区域扩张方式将模型分解为一系列的层结构 ,利用层间的连贯性以及对层结构的有效编码 ,实现了高效的拓扑压缩 .同时 ,还设计了一个有效的非线性预测器来实现几何位置的压缩 .与以前的算法相比 ,它具有线性复杂度、压缩比高、执行速度快的特点 .实验结果表明 ,存储一个三角形的拓扑信息平均只需 1 .4 2比特 .

塑料制件最大流长比算法研究与应用

提出了计算塑料制件最大流长比 (流动长度与厚度的比值 )的算法。该算法利用三角形网格模型表示复杂制件的中面模型 ,通过对三角单元的带权边进行细分 ,由细分得到的点、边和原三角网格模型上的节点构成带权图G ,采用快速最短路径法 (FSPA)动态计算带权图上两点的最短路径 ,从而得到制件上由一点到任意点的最短路径值即流长比。该算法效率高 ,容易实现 ,可通过改善网格质量和调整细分参数γ控制近似精度。给出了该算法的两个应用实例。

曲面上任意两点的近似最短路径算法研究

为了提高曲面上任意两点间近似最短路径的计算效率,提出了求解曲面上任意两点间近似最短路径的算法,该算法首先利用三角形网格模型表示曲面,并形成相应的带权图结构,然后采用FSPA(快速最短路径法)动态计算带权图上两点的最短路径,再通过迭代细分最短路径周围的三角形网格上的边,最后由这些边构造新的子图来不断逼近曲面上两点间的最短路径。为验证该算法效果,还给出了该算法两个应用实例。应用结果表明,该算法效率高,容易实现,并可用网格尺寸和细分参数γ来控制近似精度。

局部区域表面一致性约束的三维模型纹理映射方法

倾斜摄影测量进行三维模型重建时,由于影像匹配精度和密集点云简化等因素,使得三角形网格模型表面的法向量存在许多明显噪声,加上镜头畸变和光照条件不同引起的影像间几何与辐射的不一致,最终导致不同三角形之间纹理映射结果不连续,这种碎片状纹理表面的真实感不强,难以直观理解。针对此,提出了一种局部区域表面一致性约束的纹理映射方法,采用区域生长策略将多个三角形合并为一个较大的平面区域,并且在区域生长过程中顾及了区域的连续性和平面性,建立该平面区域与同一影像之间的映射关系。实验证明了该方法能够有效消除纹理映射碎片化的现象。