基于Delaunay拓扑的无线Mesh骨干网部署研究

研究了无线Mesh骨干网部署优化问题,结合网络的拓扑结构及定向天线技术的传输特点对无线Mesh骨干网进行优化部署,提出一种基于Delaunay图形的无线Mesh骨干网部署优化算法,较好地解决了WMN骨干网信号干扰问题。

交互式有限元网格剖分软件MESH 23D

介绍了作者研制的交互式微机有限元网格剖分软件ＭＥＳＨ２３Ｄ的和特点。该软件使用流行的菜单和窗口技术，把各种图形编辑命令汇总到一个集成环境之中，界面优美，友好，交互速度快，效率高。并介绍了ＭＥＳＨ２３Ｄ的一些设计要点如总体结构设计、数据管理、定位和检取技术等，给出了ＭＥＳＨ２３Ｄ的网络剖分实例。

基于边长的三维形状插值

形状插值在计算机图形学和几何处理中是一个极其重要而基础的问题,在计算机动画等领域有着广泛应用。注意到在平面三角网格和三维四面体网格插值问题中,对边长平方插值等价于对回拉度量进行插值,因此具有等距扭曲和共形扭曲同时有界的良好性质。通过将其推广至曲面三角网格,提出了一种完全基于边长的曲面三角网格插值算法。给定边长,在重建网格阶段,使用牛顿法对边长误差能量进行优化。并且给出了其海森矩阵的解析正定化形式,从而避免了高代价的特征值分解步骤。注意到四面体网格的边长平方插值结果具有极低曲率,意味着只需少许修改即可将其压平从而嵌入三维空间。因此提出先将曲面三角网格四面体化,再从四面体网格的插值结果提取表面。然后将这表面作为初始化用于边长误差能量的牛顿迭代,从而使得收敛结果更加接近全局最优。在一系列三角网格上进行了实验,结果说明了本文方法比之前方法的边长误差更小,且得到的结果还是有界扭曲的。

基于自适应镶嵌的地震剖面数据可视化方法

地震剖面数据三维可视化可以比传统地震剖面显示更好地展现地震数据信息,但在网格镶嵌方面存在镶嵌错误的问题。为解决错误镶嵌问题,本文提出了新的低倾斜相关自适应镶嵌方法,首先在像素着色器中计算出下一道上与当前样点最相关的样点;然后将其在时间方向上的相对偏移映射为倾斜方式并渲染到纹理,填充顶点索引时,充分考虑同一道上相邻样点的倾斜方式以实现顶点的自适应镶嵌;最后,通过实验验证了所提方法的有效性。

渐开线非圆齿轮的齿廓曲线数学模型

对于给定的非圆齿轮节曲线,借助于共轭齿条建立齿廓曲线的数学模型。根据渐开线齿轮齿廓成形原理,当共轭齿条分度线在非圆齿轮节曲线上作纯滚动,齿条的齿廓便在齿轮上包络出齿轮的齿廓。因此,首先建立了共轭齿条的数学模型和节曲线纯滚动模型,而后用啮合方程将这两个模型结合起来,经坐标变换后便在齿轮坐标系中获得了非圆齿轮齿廓曲线的数学模型。进一步用计算机图形仿真的方法获得椭圆齿轮的渐开线齿廓曲线图形,验证了该模型的正确性和有效性。该模型为非圆齿轮的加工刀具设计、数控加工程序设计以及轮齿强度分析等提供了基础。

三角网格模型上任意两点间的近似最短路径算法研究

提出一种任意三角网格模型上两点间的近似最短路径算法 该算法首先将三角网格模型表示为带权图结构 ,然后用Dijkstra算法计算带权图中两顶点间的最短路径 ,并将其作为网格模型上该两点间最短路径的初始近似 通过不断地迭代对相关三角形边进行自适应细分 ,并构造每次细分后新的带权图 ,从而对网格模型上的两点间最短路径进行迭代逼近 该算法效率高 ,可以很好地控制精度 ,适用于大型三角网格模型两点间最短路径寻找

三维复杂模型的实时连续多分辨率绘制

本文绘出了一种能实时产生由三角网格表示的三维复杂模型的连续多分辨率近似模型并加以绘制的新算法．该算法分为预处理和实时显示两个阶段，在预处理中，对模型上的每个顶点按照它们的重要程度进行排序，同时也规定了每个顶点在实时简化过程中的合并操作，实质上也就是确定了模型中的三角形的删除顺序，这使得在实时显示中可以立即得到近似模型．该算法具有两个优点：首先，它建立了视点参数与被选择的分辨率的直接关系；其次，它提供了一种手段可以由用户控制最后生成图像的质量．实验表明这个算法是简单且有效的，并可以支持多种用于复杂模型绘制的实时交互控制机制．

一种面向移动3D图形的几何简化方法

移动3D图形计算是无线网络和图形学高速发展产生的新研究领域.由于无线网络带宽和移动终端设备显示分辨率的限制,需要将3D图形进行分解压缩,依据不同的分辨率进行内容转码.提出了一种基于改进Loop细分的几何模型简化算法.一个稠密的几何网格通过反复操作3个步骤:顶点分裂、奇点预测和重新三角化,生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格.在奇点预测过程中,将改进Loop细分模板作为预测器.由于Loop细分相关联的顶点数目少,提高了几何模型简化和重建的速度.渐进网格易于在无线网络上渐进传输,并可在移动终端上无损重建3D图形.实验表明,算法简单、效率高,适用于移动环境下3D图形的应用.

外啮合非圆齿轮加工模型及根切特性研究

根据范成法加工外啮合非圆齿轮时刀具和齿轮节曲线间的位置关系,提出了插齿加工的数学模型.在分析范成加工外啮合非圆齿轮不根切的模数、偏心率取值范围的基础上,根据所建模型将加工外啮合非圆齿轮的范成过程用计算机进行了动态图形仿真.根据仿真图形结果可以分析和判断所加工的非圆齿轮的齿形特征,从而为设计和制造节曲线封闭型外啮合非圆齿轮提供了一种直观的判断方法.

面向移动终端的三角网格逆细分压缩算法

针对移动用户的实时显示需求,提出一种基于逆细分的三角网格压缩算法.通过改进逆Butterfly简化算法,采用逆改版Loop模式,将细密的三角网格简化生成由稀疏的基网格和一系列偏移量组成的渐进网格;然后,通过设计偏移量小波树,将渐进网格进行嵌入式零树编码压缩.实验结果表明:该算法与以往方法相比,在获得较高压缩比的同时,运行速度较快.适用于几何模型的网络渐进传输和在移动终端上的3D图形实时渲染.

内啮合非圆齿轮加工的数学模型及图形仿真

根据范成法加工内啮合非圆齿轮时刀具和齿轮节曲线间的位置关系,建立了插齿加工的数学模型,分析了加工非圆齿轮时其节曲线为凸的条件。根据所建模型和节曲线为凸的条件,将加工内啮合非圆齿轮的范成过程用计算机进行了动态图形仿真。根据图形仿真结果,可以分析和判断所加工非圆齿轮的齿形特征,为设计和制造节曲线封闭型内啮合非圆齿轮提供了直观的判断方法。

任意拓扑三角形网格的全局参数化

提出了一种零亏格的任意拓扑流形三角形网格自动全局参数化方法 .算法首先采用顶点对合并的网格简化方法构造一个网格的累进表示 ,在进行网格简化的同时 ,对被删除的顶点相对于顶点合并操作所得到的新顶点的邻域进行局部参数化 ,由此得到一个带局部参数化信息的累进网格 ;然后将网格简化所得到的基网格进行中心投影到一个单位球面上 ,并采用累进恢复的方法将删除的顶点按与删除时相反的顺序逐次添加回网格上来 ,所添加顶点的坐标不再是其删除前的坐标值 ,而是由局部参数化信息计算得到 ,并且保证是位于单位球面上的 .

三轴数控铣床系统图形的实时显示

在三角网格模型的基础上,提出一种数控铣床系统中刀具扫描体的快速求法,充分利用计算机图形学中直线和圆弧域的求交方法———中点求交法和四向圆弧填充法,变浮点乘除运算为有利于计算机硬件实现的整数加减运算;并提出了操作方便的三角网格简化LOD方法,在图形显示时,该方法根据图形显示比例系数,把在一个像素范围内的小三角片合并成大三角片;对用LOD方法简化后的非特征区法矢相同的大三角片面进行进一步合并.实验结果表明,上述方法减少了图形显示时的运算时间,提高了图形显示速度及效率.

基于硬件加速的真三维显示体素化算法

提出了一种新的体素化算法,利用显示硬件支持二维光栅化算法和新的可编程控制功能,提高了体素化算法的效率。该算法通过逐层处理的方式将三维数据离散成为一系列的切片,利用硬件渲染完成切片的光栅化操作,将最终的光栅化结果组合成为体数据表达。算法利用可编程图形处理单元(GPU)的大规模纹理、动态顶点数据和灵活的纹理数据操作等特性,有效地降低了系统压力,提高了算法效能。实验证明,该算法满足真三维显示技术的要求。

城市三维重建中的自动纹理优化方法

围绕低空多镜头倾斜摄影在三维城市影像模型生产中的纹理优化问题,提出了一种无缝纹理模型重建方法。文中首先采用相机响应函数和暗通道方法对影像进行预处理;然后,根据地物三角网格表面模型与影像的映射关系,利用稀疏构网方法进行遮挡检测,并建立了三角面片的可视纹理列表;最后,结合三角网格表面模型中基本面片的三维拓扑关系,利用影像的均值与方差信息,构建了基于马尔科夫随机场框架下的图割纹理优化算法,解决了纹理优化选择的离散多标号问题,保证了相邻三角面片映射纹理的一致性,实现了城市大场景无缝纹理模型的重建。试验结果验证了算法的可靠性和优越性。

渐进网格及其在移动计算中的应用

在移动计算中,3维图形通常是由几何造型的网格来表示。为了解决移动图形的存储、传输和显示问题,提出了一种基于逆细分的构建渐进网格的算法,给出了渐进网格通过网格传输和在移动终端上渲染3维图形的方法。细密的网格通过逐层地、分批地删除其冗余信息,最后生成由基网格和一系列误差值组成的渐进网格。在算法实施时,将Loop逼近型细分模式作为插值型细分模式进行操作。该算法共分3个关键步骤:网格分裂、奇点预测、网格更新。简化后的渐进网格可以无损还原。实验结果表明,该算法效率高,比以往的方法速度快。

三维图形数据的压缩与网上浏览

尽管互联网上存在着大量的压缩图像,但互联网上的三维图形数据却很少,其中一个重要原因就是三维图形数据的数据量比较大,所以要进行高效的压缩,以节约存储空间和网络带宽。文章结合Edgebreaker连接关系编码算法、平行四边形顶点坐标预测以及算术编码,来实现三角形网格的压缩,得到了50倍左右的压缩比;然后设计了一种存储压缩三维图形数据的eb文件格式,实现了一个支持网上浏览压缩三维图形数据的IE浏览器插件,可用于三维网页、数字博物馆等应用中。

任意拓扑结构网格模型自适应调整和光顺算法

在改进拉普拉斯算子的同时 ,吸取平均曲率法的优点 ,提出一种任意网格模型自适应调整和光顺算法 该算法通过沿法矢方向和在切平面上同时对网格顶点进行调整 ,保证了调整后模型不仅光顺 ,而且网格形状均匀 ;该算法还可以根据不同的精度自动地对网格调整进行控制 ,有效地保留了原始模型中的特征信息 应用实例表明 ,该算法可以保证在满足精度要求的条件下 。

三维电磁场有限元剖分的图形显示及软件开发

对有限元三维剖分网格图形处理技术进行了研究，采用深度排序算法解决剖分网格的快速 消隐问题．开发出了基于Ｗｉｎｄｏｗｓ平台的功能齐全的三维剖分网格图形显示软件Ｖｉｓｋｉｎ３Ｄ１．０在 集成环境下提供了剖分网格的多种图形处理功能，解决了剖分网格的图形显示问题．该软件已在多 种机型上安装使用，能全部兼容。

利用顶点预测方法实现三维网格的保形简化

针对产品的三维表面用三角网格来表示时,三角形数量巨大的问题,提出了一种基于顶点预测的三角形折叠简化方法。首先根据网格模型的每一个顶点与其周边元素之间的几何拓扑关系,运用投影预测方法来预测三角形折叠的折叠点坐标,然后运用线性插值算子对折叠点坐标进行调整。为进一步保证简化后模型的质量,在采用距离误差控制的同时,引入了角度误差控制方法。实验结果表明,该简化算法在减少模型的三角形数量的同时,有效地保持模型特征,保证了模型表面的光顺。