主曲率均匀的网格光顺

针对三角网格数据提出了一种主曲率均匀的光顺方法 .该算法首先通过建立局部抛物二次曲面来估算网格顶点的主曲率和主方向 ,其次以邻点的主曲率和主方向的加权平均作为光顺后顶点的曲率值 ,然后由新曲率值和二次曲面方程计算出调整后的顶点位置 ,实现模型的光顺 .进行局部光顺时 ,将区域内的点组成各个封闭环 ,根据邻点所在环的层次分配权值 ,可以满足是否去除或保留内部区域特征的需要 .该文给出了应用实例 ,结果表明本方法对网格模型实施整体和局部光顺均有较好的效果 ,光顺前后模型体积变化较小 .

基于顶点预测的特征保持网格光顺算法

为了特征保持地光顺带噪声的三角网格,提出一种基于顶点预测的光顺算法.分析了三角网格的每个顶点与一阶邻域顶点和二阶邻域三角形之间的几何关系,应用带平均曲率权的双边滤波器和准Laplacian光顺算子,通过三步预测顶点的坐标位置,把三角网格的原始顶点单步移动到预测的新坐标,得到光顺后的三角网格.该算法在光顺的同时有效地保持了原始三角网格的特征.实验结果表明,此网格光顺算法处理小噪声和大噪声都是有效且鲁棒的.

严格顶点约束的网格光顺算法

为了使网格光顺算法在优化网格顶点以消除噪声同时,保持原始数据的精度,避免模型细节当作噪声而去除,给出一种用于三角网格光顺的新算法,该算法保证光顺结果中每个顶点距离其原始位置不超过给定偏差范围.将此光顺问题转化为带有一组非线性约束的二次优化问题,并提出一种有效的迭代线性求解方法用于其优化.算法也可以通过在优化中结合特征约束来更好地保护模型的精细特征.在大量扫描模型和人工合成模型上进行了实验,结果显示:算法可以有效消除所有噪声,同时保持原始模型的特征.

STL格式文件的四边形网格剖分与网格光顺

提出一种基于STL格式文件的全四边形网格生成方法,该方法可避免基于CAD模型的网格剖分方法繁琐的模型修补工作,且与基于散乱点模型网格剖分方法相比,网格生成算法的效率大幅提高。该方法可对原始模型中的重要几何特征进行正确的分类、识别和提取,将几何特征保留在网格模型中,并在特征区域生成高质量的网格单元。提出一种综合考虑单元最小角和翘曲的四边形网格质量评价标准,以该标准为优化目标,提出了一种以面积为权值的Laplacian方法与小种群遗传算法相结合的网格光顺方法,在兼顾计算效率的同时,可有效地优化网格形态质量。多个复杂汽车钣金零件网格剖分的结果表明,运用提出的方法完成的网格模型质量很高,能够应用于有限元仿真计算。

保特征的网格光顺算法

提出了一种保特征的网格光顺算法,能够在快速地去除噪声的同时,保持网格模型的结构特征。该算法对网格中每个三角形的法矢进行光顺,同时求得顶点的法矢。根据当前点到邻接点的距离以及当前点的法矢与邻接点的法矢的夹角对顶点移动的方向进行调整,使顶点分布更加均匀。利用高斯函数求得光顺权值。实验结果证明,该算法能够有效地保持网格模型的结构特征,同时具有迭代次数少、体积收缩小、执行效率高的特点。

基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法

提出一种基于不可微问题优化的四面体网格光顺算法。针对四面体网格光顺的最小最大约束优化问题,应用一类不可微优化问题的有效解法,提出与不可微目标函数等价的可微目标函数,进一步转化为无约束极小优化问题,进而调用现有的优化程序库进行网格优化。该算法实现了多点并发优化技术,能够有效地实现四面体网格的质量优化,特别是能够有效地解决非孤立劣质单元优化问题。算例表明,该算法计算效率高,且易于实现,能够优化得到较高质量的四面体网格。

基于面法向量谱变换的网格光顺算法

微分坐标是刻画网格模型几何细节特征的有力工具,面法向量作为网格模型的一阶微分量,计算简单、不易受噪声影响,能真实反映网格模型的细节特征。基于此,提出一种改进的网格光顺去噪算法,使用信号处理技术中的谱网格处理方法,通过分解面法向量的拉普拉斯矩阵,将网格模型的面法向量变换到频谱域中,利用低频滤波器去除高频噪声得到连续的面法向量信号,基于三角面片重心约束条件重建网格顶点坐标,得到光顺的网格模型。实验结果表明,该算法使用的面法向量不易受到噪声影响,比顶点法向量更鲁棒,大幅提高了谱分解的效率,并且能克服光顺过程中产生的体积收缩、变形和过光滑等现象。

L0范数最小化方法及其在网格光顺算法中的应用

网格光顺算法已经广泛应用于工业控制和娱乐生活中。本文提出了一种基于L0范数网格光顺方法。提出了一种针对网格边界的微分算子,并且将L0范数最小化方法来优化光顺方程。引入新的参量,将非凸的方程转化为可迭代求解的目标方程,并获得了较好的光顺效果。经过实际的测试,本文采用的L0光顺算法能较好的滤除高斯噪声,并较好地保持三维模型的特征。

基于双边过滤的网格光顺法

在逆向工程和计算机图形学中,由于扫描的数据存在噪点,为了便于后期处理,在使用前要对其进行光顺处理。通过对网格双边过滤法的研究,提出了改进的方法。通过网格顶点及其邻域点拟合一张曲面,对每一个邻域点构造一条抛物线,利用该抛物线计算出新的距离,得到新的光顺公式。经过软件测试,新的光顺公式能够更好的对网格进行光顺,同时保留网格图形的特征。实验结果证明,使用拟合的曲面来局部逼近已有的未知曲面能比使用平面逼近已有的未知曲面得到更好的保特征效果。

保特征的三角网格均匀化光顺算法

为了使网格光顺算法在消除噪声的同时,保持模型特征并优化网格,提出一种保特征的网格均匀化光顺算法。首先获取二阶邻域三角面片的信息,使用改进的双边滤波器和准拉普拉斯算子预测顶点位置,然后综合拉普拉斯光顺法与平均曲率法的优点,沿顶点切平面和法矢量方向同时对网格顶点进行调整。实验结果表明,与现有方法相比,该方法可以有效去除噪声,保持三维表面模型的特征并使网格得到优化。

基于光顺的网格优化算法及其关键因素分析

为了探讨单元数、迭代次数以及需求精度等关键因素对于网格优化效果的影响,选用1种较优的四面体单元质量衡量准则建立了网格优化算法的目标函数,在此基础上提出了1种四面体网格质量提高算法,并通过某离心泵蜗壳数值算例对比分析了这些关键因素在网格质量提高和优化耗时方面的异同.结果表明:优化后网格质量在0～0.1区间内的劣质单元数明显减少,同时基于光顺的网格优化算法能够较好地提高网格整体质量,此外,随着单元数的增加,优化后的网格平均质量和优化时间会有所增加,但优化后的最差单元质量出现了波动,存在着1个极值;迭代次数的变化对于优化后的网格质量和优化时间影响较小;需求精度的提高会使得网格质量和优化时间同时增加.

基于三角Bézier曲面的三角网格模型光顺算法

针对三角网格模型整体光顺效果较差的问题,提出一种基于三角Bézier曲面的三角网格模型光顺算法,该算法采用R*S树组织三角网格模型的动态索引,对三角网格模型进行精确保形精简,根据保形精简后三角网格模型型面几何特征构造整体G1连续三角Bézier曲面,将其作为三角网格模型的光顺参考曲面。通过将三角网格顶点映射于光顺参考曲面上,实现三角网格模型的光顺处理。实例证明该算法可对各种复杂型面的三角网格模型获得理想的整体光顺效果,并有效保留原模型的型面特征。

鲁棒的网格光顺算法

三角形网格通常是由三维扫描仪获取复杂表面采样点的几何信息和拓扑重建得到。尽管现有的三维扫描硬件具有高精度，但难免由于人为的扰动或者扫描仪本身的缺陷使得生成的三维数据带有噪声。而三角网格光顺的目标是在剔除三角网格的局部扰动和噪声。

基于三角片法矢调整的三角网格模型光顺

提出了一种新的三角网格模型光顺方法。首先,对模型中每个三角片的每个顶点,分别求出其一邻域内所有三角片与当前三角片法矢夹角的变化率。然后,根据这种变化率的不同,相应采用拉普拉斯算子或Kuwahara滤波算子对三角片法矢进行调整。最后,基于调整后的三角片法矢,调整模型中各顶点位置,实现三角网格模型的光顺处理。方法中的拉普拉斯算子,适合于对模型中的非尖锐特征区域的光顺,可以快速取得理想的整体光顺效果;而Kuwahara滤波算子则适合于对模型中的特征区域的法矢调整,能够在去除噪声的同时保留原有特征。另外,本文还提出了一种新的误差估计方法,通过计算模型光顺前后的近似间隙体积,可以得到较精确的模型光顺误差。实例表明,与传统方法相比,本文方法在获得理想光顺效果的同时,能充分保留甚至调整加强模型原有特征且光顺前后模型的变形很小。

局部到整体的六面体网格质量优化算法

网格质量是影响有限元分析结果准确性和可靠性的关键因素之一。为了提高六面体网格的质量,提出一种局部到整体的六面体网格质量优化算法。针对每个六面体单元采用双八面体几何变换进行局部规则化操作,得到高质量的规则六面体网格。在此基础上,通过迭代优化一个二次能量函数,对规则化后的网格进行整体拼接和优化,该能量函数由节点内力和表面几何约束组成,节点内力保证了规则化后六面体单元的连接性,表面几何约束保持了原始模型的几何形状。应用实例表明,该方法稳定可靠,显著提高了六面体网格的质量。

网格曲面特征的稀疏性优化检测算法

针对现有的特征检测算法大多数基于微分几何量,对噪声比较敏感、运行速度比较慢、对于过渡特征处理得不够理想的问题,提出一种基于稀疏性优化的网格特征检测算法.该算法主要包括3个过程:首先利用带l1范数稀疏性约束项和l2范数误差项的Laplacian能量函数对网格进行光顺,得到光顺后网格顶点的移动距离;然后根据顶点的移动距离提取初始特征点;最后对提取的特征点进行后处理,使得特征点更为完整.其中,l1范数稀疏性约束项用来约束发生移动点的数目;l2范数的误差约束项用来控制光顺后模型的退化程度.该算法易于实现,能够处理尖锐特征、弱特征和过渡特征.与基于微分几何量的特征提取方法相比,文中算法不仅简单有效、运行时间短,而且提取的特征线也更好.

基于局部相似变换的网格变形复制

使用标记点在源和目标间建立关联;然后根据源标记点移动目标标记点,非标记点在标记点的基础上进行变换;最后采用改进的约束方程对结果进行后处理,得到光滑变形结果.该方法不仅适合动画制作初学者,而且可以很容易扩展到非结构化表示的三维模型中,具有良好的通用性.

基于RBF神经网络的三维网格实体模型重构的研究

提出了一种新的基于RBF神经网络的重构三维网格实体模型的算法 ,输入是未知表面的采样点坐标集 ,输出是该未知表面的三维网格近似。同时提出了一个简便而有效的在三维域上三角形网格的Laplacian光顺造型方案 ,网格光顺的结果能保证重建的结果比较光滑。算法较传统的算法更精确和更可靠。

一种保持特征的三角网格去噪方法

大量的三维网格是建立在三维扫描数据的基础上,有效地去除在扫描过程中引入的噪声成为3D造型技术中的一个关键问题。双边滤波在图像平滑中具有非常优良的效果,将其运用到3D模型去噪,提出了一种各向异性的网格去噪算法,所给出的局部估计方法同时分别考虑顶点邻域三角形的空间距离和邻域三角形切平面信号的影响,使去噪的效果更加接近原始实物模型。

基于STL模型的快速曲面网格生成

引入参考平面,将曲面网格生成问题降维为二维平面网格生成问题,实现了一种新的STL模型曲面网格生成算法。新算法采用特征保持的模型分解过程,放宽了子域的限制条件。基于局部性假设降低了将平面网格点反映射到曲面上算法的复杂度,保证了程序的高效率。改进了拉普拉斯光顺算法,提高了曲面网格质量。实验表明,该算法速度快,网格质量满足有限元分析需求。