细分造型技术在CAD系统中的应用研究

在现有CAD系统中通用的NURBS造型对于非规则拓扑关系的曲面的表示存在着拼接、剪裁困难、表达难以准确等缺点 ,而在实际工程应用中形体轮廓复杂、难以通过基本体素复合且要求光滑的实体又普遍存在。细分造型计算简单 ,可以表达任意拓扑关系 ,在图形学中已得到广泛研究。本文阐述了细分造型的原理和方法 ,提出了在现有CAD系统中应用细分造型的方案 ,对细分造型中的网格生成、边界限定、法线控制、NURBS补片转换等关键技术进行了研究 ,初步构造了细分造型的原型系统 ,可极大地缩短复杂曲面形体的造型时间 ,取得了良好的实践效果。

用Catmull-Clark细分及网格调整方法重构牙齿曲面

首先根据牙齿表面测量数据点,计算出其长方体包围盒;并据此构造细分曲面的初始网格;采用矩阵对角化方法,推导Catmull-Clark细分极限点的表达式,计算初始网格的顶点经过细分后的极限点;按照极限点逼近数据点的原则移动控制网格顶点,经过逐次再细分、再调整网格,使各级网格在数据点的"引导"下逐步变形,使网格逐步逼近牙齿表面的测量数据点集合,实现牙齿表面模型的三维重建。

多分辨率几何造型系统设计与实现

将小波分析、细分造型、网格化简等多分辨率造型技术与基于NURBS的造型技术相结合,独立开发了多分辨率几何造型系统。给出了改进的辐射边拓扑数据结构,统一表示线性网格曲面和参数曲面以及流形和非流形形体。依据STEP标准定义了几何元素类型,基于UML描述了类结构定义。最后介绍了系统功能模块并给出了运行实例。