基于三角片拼合的STL网格模型重建算法

采用三角片拼合的方法递增建立网格模型,新增三角片被归纳为5种类型·首先通过半边匹配确定新增三角片的类型;然后针对每一种类型使用不同的方法去除冗余顶点,并同时建立拓扑关系;最后通过顶点数组紧缩消除顶点空隙,将半边hash表转化为半边数组,完成网格模型的重建·该模型为改进的半边结构,具有完整的形状和拓扑信息,可以表示非流形边,是法矢调整、网格分块等后续处理的理想起点·实验结果表明,文中算法高效、鲁棒、可扩展·

STL格式实体的快速拓扑重建

STL格式文件是一种用实体表面的三角形进行CAD数据交换的文件。由于格式简单,目前它已成为一种CAD数据交换的事实标准文件,许多CAD系统都能够生成这种文件。在STL文件中,实体表面的所有三角面片被无序地列出,不存在任何拓扑信息。然而在许多基于STL的应用系统中,建立三角面片之间的拓扑关系是必要的。由于自由曲面实体所生成的STL文件包含的三角形数量非常大,所以在拓扑重建时算法的速度显得特别重要笔者给出一个建立STL格式实体拓扑信息的快速算法,对于一个包含几万个三角形的STL文件,在一般的微机上只需几秒种完成。

虚拟油泥造型系统的STL数据输出接口设计与实现

虚拟油泥造型技术作为一种CAD软件,为了能够更加广泛地应用于产品的设计开发中,需要与现有的大多数CAD软件进行数据交流。通过对虚拟油泥造型系统设计STL数据输出接口,实现其与现有的大多数CAD软件系统的数据交流。

基于STL文件的空间CAE模型自动识别

STL类型文件是目前CAD/CAM中广泛使用输入 /输出格式 ,它具有简单 ,适应性好等特点 ,基于此类文件通过分析、比较、归类、排除等方法识别其中所包含的表面几何及其拓扑信息 ,进一步通过欧拉定理确定各个表面所围成的实体信息 ,对下一步的空间模型的有限元分析具有重要意义 .

STL数据的Parasolid数据变换

为满足STL与Parasolid几何建模核心之间数据直接交换的需要,提出在对三角网格模型数据分割的基础上,利用角点对三角网格曲面边界进行分段,以各边界段的近似中点和递归细分算法提取边界段上的特征点,采用Dijkstra算法计算对应边界段上对应特征点之间的最短路径线以获得空间四角形的节点数据,通过Parasolid函数以插值的方式重构三角网格模型的自由曲面并进行曲面缝合,最终将STL数据转换成Parasolid数据。应用实例表明了所生成模型的稳定性与可靠性。

快速成型制造中基于STL数据模型的分层算法研究

分析了针对快速成型工艺的典型分层方案;研究了针对CAD三维数据模型的典型分层算法;探讨了基于有向加权图的STL文件数据模型的分层算法并给出了典型零件的分层切片实例.

基于STL格式三维医学模型的可视化研究

目的把STL文件格式应用到医学模型的存储,通过设定三维医学模型的不同部分的颜色以提升模型的三维可视化效果。方法针对STL文件格式表示人体解剖模型色彩单一的问题,对STL文件内容进行了修改:在三角形几何位置信息中加入了颜色信息,通过颜色信息来区分人体解剖模型不同组成部分之间的关系。在三维医学模型不同组成部分边界划分过程中,通过建立二维屏幕坐标与三维模型坐标之间的关系,把屏幕上划分的边界映射到三维模型上,并应用连接算法保证三维边界的封闭性,最后采用类种子填充算法,实现边界内区域的颜色填充。结果通过颜色区分后的医学模型能够更准确地描述模型的不同组成部分,有更好的三维可视化效果。结论边界划分与区域填充算法能够很好地实现三维模型的区域着色,经过改进后的STL文件能够有效地存储彩色的三维医学模型。

计算机STL技术在铸造模型中的应用

通过计算机图形学中的STL技术,解决了铸造工艺中因模型不合格而造成产品的大量浪费,提高了模型的精确度,从而提高铸造技术的经济效益。

一种基于STL文件的LBM前处理高效算法

LBM是一种计算流体数值方法,计算过程中需要确定流场格点属于流体点还是固体点,通过前处理获得格点类型信息。其中一种方法是通过STL文件格式描述的物体模型判断格点在物体内外信息来确定格点类型,从而实现STL几何信息到LBM计算模型信息的重构。为了能够快速重构计算模型,本文提出了一种快速生成计算模型算法。该算法根据面三角形找到模型的边界点集,然后由边界点判定出模型内部点和外部点从而完成对模型的重建。算法从面三角形出发,大量减少了计算量,节约了时间,提高了效率。基于本文算法和直接法对不同复杂程度的圆球、NACA0012翼型、CHN-T1飞机标模开展了前处理建模比较,结果表明,随着几何复杂度增加,直接法耗时急剧增加,而本文算法一直保持低耗时(例如CHN-T1模型前处理网格生成,直接法采用120核并行运算耗时11 h,而本文算法采用单核仅耗时20 s),极大地提高了LBM针对复杂几何外形的前处理效率。使用基于本文算法前处理获得的网格开展流场计算,验证了该前处理方法的适用性。

面向STL偏置模型的拓扑信息生成

为了更有效地生成和使用STL偏置模型,采用链表结构进行数据存储,并在去除顶点冗余的过程中,通过搜索各顶点在已定义的顶点链表中所记录的读入面片的顺序号,直接建立了点引用面的法向量的拓扑信息来完成偏置计算。算法应用实例表明,所使用的方法能够快速生成偏置所需的拓扑信息,合理使用了内存空间,并在此拓扑信息基础上快速地生成了有效的偏置模型。

基于OpenGL的STL实体模型的装配

详细研究在 Windows环境下 ,基于 Open GL如何在铸造过程模拟软件前处理中的实体上的某一点添加入流、冒口、浇道及冷却体等实体。通过对三维物体的平移、旋转等操作 ,成功地完成了两个三维物体的装配 ,实践证明 :该程序可成功实现

基于STL文件的Laplacian网格优化算法

针对三角网格模型优化算法对模型几何细节描述不够精确的问题,提出一种基于Laplacian坐标的网格模型全局优化算法。模型几何细节描述方面,采用网格顶点Laplacian坐标。网拓扑结构不变的前提下,可精确描述网格曲面局部几何特性。顶点重新定位方面,采用在最小二乘意义下求解由权重控制的包含顶点位置,以及Laplacian坐标双重约束的线性系统最优解的方法。实验结果表明,该算法在优化提高模型三角面片质量的同时,可较好地保留原始模型的几何细节。

基于STL文件的Laplacian网格优化算法

针对直接重构得到且以STL文件格式存储的网格模型质量不高的问题,提出了一种基于Laplacian坐标的网格模型全局优化算法。该算法在提高三角面片质量的同时可以很好地保持原网格模型的局部几何特征,其核心思想是通过在最小二乘意义下求解由权重控制的包含顶点位置和拉普拉斯坐标双重约束的线性系统来对网格顶点进行重新定位。从实验结果可以看出,该算法较以往的Lapacian优化算法在对网格细节特征的保持上有一定优势。

地形数字高程模型的物理模型快速成形方法

地形物理模型被广泛应用于城市建设、军事战略规划、流域和地质教育等方面,而目前数字地形模型多以数字高程模型数据格式进行存储和显示,为此提出一种将地形的数字高程模型数据直接转换成三维STL模型文件进行快速原型制作的方法.首先对多种格式的数字高程模型数据进行识别转换,根据预设比例和打印精度进行数据简化处理;然后将地形表面数据转换为三角面片,并根据预设阈值进行面片优化和误差修正;最后补充基底和侧壁的三角面片,生成三维STL模型文件,下载到快速成形系统中制作出缩放后的地形物理模型.选取地理特征明显的采样区域进行地形物理模型快速成形实验的结果表明,该方法可以省去中间转换过程,有效减少数据丢失,用更少的时间和更低的成本创建出地形物理模型.

快速成型中有效保留模型特征的自适应分层方法

目前,虽然各种自适应分层方法层出不穷,但针对模型特征偏移和丢失的自适应分层方法还相对较少。针对此点,提出一种以体积误差为基础的自适应分层方法。首先,在成型方向上将单个切片层对三角面片的切割分为未跨越、跨越到相邻、跨越到不相邻三角面片3种情况,并建立了数学模型。分析了模型特征的保留特性,并结合3种情况依照体积误差公式给出了具体的算法流程。最后,为验证方法的有效性,对一零件应用3种不同方法进行分层,得到相应的模拟成型件,并与CAD原件进行对比。结果表明,体积自适应算法较其余2种方法与CAD模型轮廓最为接近,在采样点处的偏离距离分别为0.09mm和0.10mm,形状精度最高。

多点成形曲面的生成方法与软件开发

提出一种基于三角形网格的多点成形曲面的生成方法,使用Visual C++软件平台开发了构建多点模具型面的CAD软件,该软件能够读取CAD数学模型的三角形网格数据,如STL文件和有限元离散的数据文件等,并借助于OpenGL图形技术快速实现了三维曲面的重构。应用等距面方法解决了使用弹性垫多点成形时的模具型面生成问题。典型件的精度分析结果表明,该方法计算精度高、速度快,成形效果好,满足工程上的需要,适用于复杂的三维曲面成形。

熔融沉积快速成型软件系统的开发

利用VC++2005.NET作为编程工具,开发了熔融沉积的快速成型软件系统,可进行STL文件的读取、分层处理、填充、自动添加支撑结构以及生成CLI文件等,提出了基于分组排序和对边求交的分层处理算法、基于扫描线比较的自动支撑设计算法和基于交点排序的分区扫描算法,给出了相应的应用实例。

简化质点弹簧模型在牙龈变形仿真中的应用

在分析常用建模方法的基础上，采用简化质点弹簧系统的物理建模技术，研究了简化质点弹簧系统的动力学方程及方程组的求解、根据STL文件牙齿模型的特点给出了简化质点弹簧系统的数据结构，并通过渗透深度来控制计算量和准确度．实验表明，该变形模型能实时计算描述动态变形过程。

复杂曲面薄壁零件手板模型的快速成型研究

针对复杂曲面薄壁零件手板模型制作的问题,对手板模型的3种常用制作方法进行了对比,研究了快速成型过程的关键技术,包括:STL格式文件转换的格式设置参数设置和快速成型关键参数设置,对普通手板模型及复杂曲面薄壁零件手板模型的关键问题进行了讨论和对比。通过壁厚为0.5 mm的曲面零件设计和模型制作,给出了适合普通零件及曲面薄壁零件快速成型零件的合理工艺参数。研究结果表明,只要正确合理的选取关键工艺参数,可以避免曲面薄壁零件快速成型易出现的断壁、多毛刺的问题,能高效、高精度地制造手板模型,能满足手板模型的各项特性需求。

面向RP的表观彩色模型计算机描述方法研究

介绍了彩色模型的特点,给出了彩色模型的定义,重点研究了基于STL文件表观彩色模型的描述方法。实验结果表明,该描述方法是行之有效的。