一种新的抽取等值面的四面体分解方法

MarchingCubes算法是一种从三维数据场中抽取等值面的简单有效的算法。然而 ,该算法并不能保证抽取出的等值面的拓扑同三维数据场的数据保持一致 ,即等值面的拓扑存在二义性。解决这个问题的方法是 ,将三维数据场中每一个立方体网格单元分解为五个四面体单元 ,从每一个四面体单元中抽取等值面。但是 ,在分解过程中由于分解二义性的存在 ,等值面的拓扑仍然存在二义性。本文采用 2 4 分解方法解决了这个问题 。

RLE编码中动态快速等值面抽取算法

结合Shear-Warp投影算法、优化的RLE体数据编码算法,进行基于RLE编码的动态快速等值面抽取算法研究。新的算法在没有硬件加速的条件下,使得绘制的速度得到很大地提高。该算法利用Shear-Warp数据投影中的体数据特点,实现了动态快速的等值面抽取,新算法的绘制速度在工程实践中基本可以达到实时的要求。

等值面抽取技术在超声探头声场模拟中的应用

为了更好地研究超声波声场,提出了以等值面方式来表现超声探头的声场分布;运用并改进了经典的MC(MarchingCubes)算法得出了圆盘和矩形两种超声探头声源的三维声场等值面描述。实验表明改进后的算法能获得较好的效果。

基于三维网格单元的等值面梯度抽取法

针对三维网格等值面抽取中存在的二义性问题,提出三维网格单元等值面梯度抽取法.本算法利用梯度在三维网格单元外表面计算等值点,勾勒等值面轮廓,而后以添加网格内等值点方式明确等值面在网格内部凹凸方向,提出映射后Delaunay三角面片提取法,在二维空间完成等值面抽取.为减少计算及绘制所需存储空间,采用调整步长及合并阈值的方法控制输出三角面片数量.实验结果证明,该算法可一次性抽取等值面准确轮廓,克服了Marching Cubes算法的二义性,生成面片可真实描述三维网格内部等值面走势,通过调整参数保证了等值面精度,降低了存储代价.

面向二阶六面体生成的保证几何拓扑特征的等值面抽取方法

针对二阶多节点多面体可视化过程中存在的等值面准确拓扑及绘制、传输代价等问题,提出一种面向二阶20节点六面体生成的保证几何拓扑特征的等值面抽取方法.为反映网格单元内部等值面片真实凹凸性质、克服拓扑二义性,对二阶20节点六面体单元等参插值函数进行研究及特征分析,在网格单元棱边计算等值面片轮廓等值点,在表面及体内提取可以表现等值面几何特征的关键点;根据三类插值关键点间的逻辑关系制定了令拓扑准确唯一的等值面片三角化规则及修复策略,同时设计了基于关键点的三角面片压缩索引结构.实验结果证明,该方法可准确计算并描述二阶20节点六面体网格单元内部等值面的几何拓扑结构,具备对不同精度要求的适应性,并有效降低了绘制与传输代价.

基于压缩索引的二阶四面体网格等值面抽取方法

基于二阶10节点四面体网格单元可视化过程中存在的等值面拓扑、三角等值面片结果的计算、存储及传输代价问题,提出了基于压缩索引的等值面抽取方法。为真实表现网格单元内部等值面片拓扑结构并克服其二义性,分析并简化了二阶10节点四面体单元等参插值函数,提出顶点、棱边、表面间的关系矩阵,分别在网格单元棱边、表面及体内计算提取可以表现等值面几何拓扑特征的等值点,设计了关键点匹配规则;结合三类插值点间的逻辑关系制定了令拓扑准确唯一的等值面片三角化及优化策略,设计了辅助三角化、图像优化及绘制过程的可分裂式三角面片压缩索引结构,提出了针对初始面片及优化后面片存储结构的分裂策略。试验结果证明,该方法可准确描述及确定二阶四面体网格单元内部等值面片的唯一拓扑结构,基于压缩索引结构的计算及优化分裂方法简捷有效,可适应不同的精度要求,大幅降低了计算与绘制传输中产生的代价。

Marching Cubes算法研究现状

对现有的Marching Cubes改进算法从拓扑结构二义性、提高逼近精度、算法的时间和空间效率3个方面进行综述,对每一类改进算法进行新的分类,并对各类算法的实验结果进行比较.

基于MC思想的布尔操作研究

为了提高布尔运算的执行效率及系统的鲁棒性,提出一种基于细胞元模型的布尔运算算法。该算法利用MC思想为每个特征实体的三角片建立cube,用最值空间和交互的充分性原理来快速检测发生相交的三角片,并根据每个cube顶点的颜色来判断三角片的内外关系、所属关系以及三角片的剖分方式,最后生成新的特征实体。该算法不仅提高了布尔运算的速度和性能,还避免了以往算法中出现孔洞的缺陷。实验表明,该算法具有更强的适应性和实用性。