一种快速三维散乱点云的三角剖分算法

改进了一种三维散乱点云三角剖分算法。三角剖分是点云数据曲面重构的主要算法之一,但针对三维散乱点云的三角剖分存在剖分效率不高,剖分得到的三角曲面形状无法控制,细节特征表现不足的问题。提出了基于空间栅格划分的三角剖分算法,并提出了一个新的评价函数,以控制三角网格曲面的生长。实验证明,改进后的算法极大的提高了剖分效率,而且能保证最终生成的三角网格曲面平滑而保有丰富的细节特征,适用于在虚拟现实、曲面重构等领域推广使用。

一种改进的自适应三角剖分算法

现有的大多数散乱点云三角剖分算法存在细节特征表现不足和适应性不强的问题,为此改进了一种自适应的三角网格剖分算法。此方法将Shepard曲面插值与多尺度分析方法相结合;引入改进的八叉树搜索思想,加细搜索进而估算出点云中每个测量点的曲率;生成带自适应分辨率的分层空间栅格,最终实现自适应的三角网格重构。实验结果表明,经改进的算法,形成的三角网格质量较高,能够较好地再现原三维物体的细节特征,且效率较高,适用广泛。

非结构重叠网格方法研究及应用

航空、航天和兵器技术等领域的研究中存在大量包含运动边界的流场。非结构重叠网格方法是一种高效的处理动边界问题的新方法。围绕相对运动的每个物体单独生成非结构网格,在网格重叠区域通过搜索和插值完成网格系之间的信息传递,提出了"动态八叉树"搜索算法,发展了绝对坐标系和相对坐标系相结合的流场求解方式,采用二阶精度Van Leer/Hanel格式和四阶Runge-Kutta法分别进行空间和时间离散,形成了一种新的非结构重叠网格算法。对三维Riemann问题的求解结果与精确解能很好吻合,证明了本文的重叠网格算法具有较好的时空离散精度和插值精度。对7.62mm步枪射击过程进行了数值模拟,描述了弹丸离开膛口后膛口流场的发展过程,与实验结果体现的发展过程较为吻合,验证了本文提出的非结构网格算法体系具有较好的计算性能,是研究含动边界复杂流场的一种有效手段。

三维非拓扑一致性块体构建算法优化与应用

地震勘探中三维地质模型对于正演数值模拟至关重要,而三维块体构建技术又是块状地质建模最核心的技术之一。现有的块体构建技术都是基于模型的交线拓扑结构,当曲面模型在交线处存在一定拓扑错误,或者存在漏缝或交越现象时,则无法自动建立正确的块体模型。为此,研究了一种完全不依赖于模型交线拓扑结构的非拓扑一致性三维块体构建算法,该算法仅根据曲面模型的自身形态进行块体构建,利用视觉观察技术自动追踪块体边界三角网。为了降低原算法中存在的计算冗余,提高块体构建效率,提出了一种基于八叉树的优化算法。大量模型测试结果表明,该优化算法不仅可以较好地进行块体构建,还具有较高的块体构建成功率,具有很高的实用价值。