三角网格曲面快速重建技术研究
曲面重建技术
曲面重建技术
曲面重建技术是通过对点云数据进行处理和分析，从而重建出曲面模型的一种技术。
常见的曲面重建技术包括以下几种：
1. Delaunay三角网格：该方法将点云数据转换为三角网格，
通过最小化三角形的边长和最大化角度来生成平滑的曲面。
这种方法适用于点云密度较高且曲面比较平滑的场景。
2. 体素网格(Voxel Grid)：通过将点云数据划分为一系列小的
立方体单元，然后分析每个单元内的点云分布情况，从而确定曲面的形状。
该方法适用于处理点云分布不均匀且曲面存在较大变化的情况。
3. 法向量估计：利用点云数据中的法向量信息来推测曲面的形状。
通过计算每个点的邻域内点的平均法向量，可以得到点云数据的平滑曲面。
该方法对于点云数据中存在噪音和不完整的情况具有较好的鲁棒性。
4. 基于隐函数的方法：用函数来表示曲面，在点云数据的基础上拟合出一个适合曲面的隐函数，并使用隐函数的等值面来表示曲面模型。
这种方法可以较好地处理点云数据中存在噪音和不完整的情况，但对于大规模点云数据的处理较为复杂。
以上仅是一些常见的曲面重建技术，根据具体应用场景和需求，可以选择合适的方法进行曲面重建。
三角网格离散曲率估计和Taubin方法改进的开题报告
三角网格离散曲率估计和Taubin方法改进的开题报告1. 研究背景曲率是表征曲面局部几何形态特征的重要参数。
在计算机图形学、机器视觉、地形测量、医学图像处理等领域都有广泛应用。
三角网格是离散表示曲面的一种常见方式，因其数据结构简单、计算效率高，已广泛应用于曲面重建、曲面拓扑分析和曲面变形等领域。
在三角网格上进行曲率估计是一个重要的问题。
然而，由于离散网格的非线性性质和近似误差等原因，在三角网格上进行精确曲率估计是非常具有挑战性的。
2. 研究目的本文旨在研究三角网格上的离散曲率估计方法，并尝试改进Taubin方法以提高其计算精度和效率。
3. 研究内容及方法主要研究内容包括：（1）三角网格上曲率估计方法的综述，包括高斯曲率、平均曲率和主曲率等基本概念和计算方法。
（2）对三角网格上曲率估计存在的问题进行分析，包括离散误差、噪声和计算复杂度等方面。
（3）研究Taubin方法的原理和算法，分析其存在的问题和改进空间。
（4）提出一种改进的Taubin方法，并通过对比实验验证其改进效果。
主要研究方法包括：（1）文献综述法，对三角网格上曲率估计方法进行综述和分析，总结曲率估计的基本思路和算法。
（2）数学建模法，通过建立数学模型，研究Taubin方法的原理和算法。
（3）实验验证法，通过三角网格模拟实验和真实数据实验，评估改进的Taubin方法的精度和效率。
4. 研究意义本文研究将为三角网格上曲率估计的理论研究和实际应用提供有价值的参考。
尤其是改进的Taubin方法，将有效提高曲率估计的精度和效率，对于曲面重建、曲面拓扑分析和曲面变形等领域的研究有着重要的意义。
5. 预期成果（1）对三角网格上曲率估计方法的综述和分析。
（2）设计改进的Taubin方法，提高曲率估计的精度和效率。
（3）使用三角网格模拟实验和真实数据实验验证改进的方法。
（4）论文发表及学术交流。
三角网格上五次组合形式的代数曲面重构
界Ｇ 。 Ｃ 拼接 的四次代数 曲面， 将这三个四次代数曲面分别与相应截面相乘并作线性组合 ， 即可得到与三条边 界光滑拼接的一个具有组合形式的五次代数曲面。所构造代数 曲面具有二次精度 、 较好局部性 、 计算复杂度 低 、 大灵 活性等优 点 。 较 关键 词 ： 代数 曲 面； 角 网格 ； 面重构 三 曲
ＧＣ ｏ ｔ ｕｔ， ｎ ｅ ｔ ｅｔ ｉ ｃ ｎｉ ｉ ａ ｄｍｅｔ ｈｔ ｒ ＧＣ” ｏ ｔ ｕｔ． １ ｅ ｒｃ ｍｂｎ ｔ ｎｏ ｅｅｆｕ ｅ ｒｅａｇ ｂ ａｃｓ ｒａ ｅ ｎ ｙ ｗｉ ｈ ｈ ｄ ｃ ｎｉ ｉ Ａ ｎ ａ ｏ ｉａｉ ｆ ｈ ｓ ｒ ｄ ｇ ｅ ｌ ｅ ｒ ｉ ｕ ｆｃ ｓ ｎ ｙ ｉ ｏ ｔ ｏ
ｍｅｈ ｓＣｏ ｕｅ ｇｎ ｅｉｇａ ｄ ｐｉａｉｎ ， ０ ２ ４ （ ８ ：７ —７ ． ｓｅ． ｍｐ ｔｒ Ｅｎ ｉｅ ｒ ｎ ｌ ｔ ｓ２ １ ， ８ １ ） １ ２１ ４ ｎ Ａｐ ｃ ｏ
Ａｂｓｒ ｃ ：Ａ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｒｃ ｎｓｒ ｃ ｉ ｖ ｅ ｅ ｌ ｅ ａｃ ｓ ｒ ａ ｅｉ ｏ ｔａｔ ｎ ｗ ｔ ｏ ｏ ｏ ｔｕ ｔｎｇ ｆ ｅ ｄ ｇｒ ｅａ ｇ ｂｒ ｉ ｕ ｆ ｃ ｎ ｃ ｍｂｉ ｎｇ ｆ ｒ ｏ ｅ ｒａ ｇ ａ ｅ ｈｅ ｓ ｉ ｎｉ ｍ ｖ ｒｔｉｎ ｕｌｒｍ ｓ ｓｉ ｏ ｐ ｅｅ ｔｄ ｒ ｓ ｎ ｅ ．Ｔｈ ｅ ｏ ｒｄ ｇ ｅ ｌ ｂ ａ ｃｓ ｆ ｃ ｓ ａ ｅ ｃ ｎｓｒ ｃ ｅ ｗｈｉｈ ｍ ｅ ｔｗｉ ｗｏ ｓ ｒａ ｅ ｏ ｔ ｃ ｅ ｎ ｅ ｇｅ ｒ ｅ ｆ ｕ ｅ ｒ ｅ ａｇｅ ｒ ｉ ｕ ａ ｅ ｒ ｏ ｔｕ ｔｄ ｒ ｃ ｅ ｔ ｔ ｕ ｆ ｃ ｓｃ ｎｓｒ ｔ ｄ ｏ ｄ ｓ ｈ ｕ
CAD表面建模与三角网格
CAD表面建模与三角网格CAD（Computer-Aided Design）是一种广泛应用于工程设计领域的软件工具，能够帮助设计师在计算机上进行各种设计任务。
在CAD中，表面建模和三角网格是两个重要的概念和技术。
表面建模是CAD中的一项常见任务，它用于创建复杂的实体表面模型。
表面建模可以通过多种方法实现，其中一种常用的方法是使用三角网格。
三角网格是由多个连接的三角形组成的模型表示方法。
它可以通过将平面分割成一系列小的三角形来实现。
建立三角网格的过程通常包括以下几个步骤：第一步是导入或创建CAD模型。
CAD软件通常支持导入和创建各种类型的模型，包括线框模型和体素模型等。
用户可以选择合适的模型作为建模的基础。
第二步是将CAD模型转换为三角网格。
CAD模型中的曲面和边缘可以通过三角网格来逼近。
这可以通过将CAD模型的表面分割成多个小的三角形来实现。
分割的密度越高，三角网格逼近CAD模型的精度就越高。
第三步是进行必要的编辑和调整。
在完成CAD模型到三角网格的转换后，用户可以根据需要对三角网格进行进一步的编辑和调整。
这些操作包括添加、删除和修改三角形，以及调整三角形的位置和大小等。
第四步是优化三角网格。
优化三角网格可以改善其外观和性能。
例如，通过合并相邻的三角形可以减少三角形的数量并提高渲染速度。
此外，还可以通过平滑曲面和调整三角形位置来改善网格的外观。
使用CAD表面建模和三角网格技术，设计师可以创建出高度精细和逼真的模型。
这些模型可以用于各种应用，例如工程设计、产品开发和动画制作等。
总的来说，CAD表面建模和三角网格是CAD软件中常用的技术和工具。
通过正确应用这些技术，设计师可以更好地实现他们的设计目标，创建出高质量的模型。
然而，需要指出的是，这些技术并非万能的，对于某些特殊需求和复杂模型，可能还需要其他更高级的建模技术和工具。
因此，设计师应根据实际情况选择适当的方法和工具来完成他们的工作。
残缺网格模型的快速B样条曲面重建
残缺网格模型的快速B样条曲面重建
蒋跃华;陈志杨;陈飞舟;叶修梓;张三元
【期刊名称】《计算机辅助设计与图形学学报》
【年(卷),期】2007(19)12
【摘要】针对残缺的三角网格模型,提出一种将网格模型的散乱数据点转化为有序阵列点再进行B样条曲面快速重建的算法.首先确定最小二乘平面上的一个矩形参数域,再构造出一个平面阵列点列,并部分映射到三维网格上;然后利用空间阵列点的邻域信息估计4个角点的空间坐标,并构造径向基函数曲面,用于补充空间阵列点列中残缺的数据;最后利用有序点列拟合的高效性构造B样条曲面.实验结果表明:该算法速度快、拟合精度高、鲁棒性强,重建的曲面具有良好的光顺性和可延伸性,适用于逆向工程中对经过数据分割后的网格模型的自由曲面重建.
【总页数】7页(P1569-1575)
【作者】蒋跃华;陈志杨;陈飞舟;叶修梓;张三元
【作者单位】浙江大学计算机科学与技术学院,杭州,310027;浙江工业大学软件学院,杭州,310014;杭州新迪数字工程系统有限公司,杭州,310012;浙江大学计算机科学与技术学院,杭州,310027;浙江大学计算机科学与技术学院,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于三角网格模型的多分辨率B样条曲面重建 [J], 郑峰松
2.飞机外形件三角网格模型光滑B样条曲面重建 [J], 王宏涛;孙秀慧;周来水;刘胜兰;安鲁陵
3.网格模型PDE曲面重建中的边界曲线构造 [J], 庞明勇;董晓芬;阿列克谢·苏林
4.基于网格模型的光滑B样条曲面重建算法 [J], 顾步云;周来水;刘胜兰;孙秀慧
5.网格模型偏微分方程曲面重建中的边界曲线构造 [J], 寿彩丽
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三角形网格生成算法的研究与应用
三角形网格生成算法的研究与应用一、引言三角网格是计算机图形学领域中最常见的图形表示方式之一。
三角形网格生成算法的出现为图形学在各个领域的应用提供了强有力的支持，如计算机辅助设计、数字娱乐、医学图像处理等等。
然而目前三角形网格的生成算法依然存在许多难点，本文将针对这些难点进行研究和分析，探讨三角形网格生成算法的研究与应用。
二、先进的三角形网格生成算法三角形网格生成算法主要分为离散型和连续型两种。
离散型算法主要是针对离散数据点进行分析和处理，是传统算法的核心。
而连续型算法则主要考虑通过合理的数值方法对连续函数进行求解得到三角形网格。
2.1 离散型算法离散型算法主要方法包括 Delaunay 三角剖分、Voronoi 图、alpha 参数、最小生成树等等。
Delaunay 三角剖分是三角形网格分割中最常见的算法之一。
该算法的核心思想是保持尽量少的单纯形边长相交。
Voronoi 图是一种基于点的分割方法，可以将平面分割成一系列多边形。
Alpha 参数是控制 Delaunay 三角剖分质量的措施之一，通过调整 alpha 参数，可以在不同场景下获得合适的 Delaunay 三角剖分。
最小生成树算法则是对点集进行聚类的一种方法，通常用于优化 Delaunay三角剖分的质量。
2.2 连续型算法连续型算法主要包括渐近线、等值线、样条曲面拟合、卷积核方法等等。
渐近线的求解方法主要是对三角形网格表面进行采样后，通过函数空间中的拟合逼近来求解渐近线。
等值线方法则是在网格表面中寻找等值线，从而实现扫描三角形网格的目的。
样条曲面拟合是利用拟合优化方法，对离散的三角形网格点进行拟合，得到连续的三角形网格。
卷积核方法则通过对三角形表面求导以及在线性空间中构建卷积核，从而求得三角形网格表面的连续性信息。
三、三角形网格生成算法在计算机图形学领域的应用三角形网格生成算法在计算机图形学领域的应用十分广泛，主要包括三维重构、曲面拟合、形状建模、虚拟现实等等。
表面重建的几种方法
表面重建的几种方法介绍表面重建是计算机视觉和计算机图形学领域中的一个重要研究方向，旨在根据给定的点云或深度图像，恢复物体的三维表面。
表面重建方法可以应用于许多领域，如虚拟现实、三维建模和医学影像分析等。
本文将介绍几种常用的表面重建方法，并比较它们的优缺点。
体素网格方法体素网格方法是一种基于体素格子的表面重建方法。
它将三维空间划分为一个个等大小的体素格子，然后根据与点云的相对位置确定每个体素的状态。
常见的体素状态包括空、实和边界。
通过对实体体素进行连接和表面插值，可以生成物体的表面。
体素网格方法具有以下优点： - 简单易懂，容易实现。
- 可以处理任意形状的物体。
然而，体素网格方法也存在一些缺点： - 对于复杂的物体形状，需要大量的体素才能获得精确的表面重建结果。
- 生成的网格可能包含大量冗余的顶点和面片，造成数据冗余。
三角化方法三角化方法是一种常用的表面重建方法，它将点云或深度图像转化为由三角形组成的三角网格。
三角化方法主要包括两个步骤：点云三角化和三角网格优化。
点云三角化通过连接点云中的相邻点创建三角形，从而形成初步的三角网格。
三角网格优化则通过对初始网格进行顶点位置调整和面片细化来改进重建结果。
三角化方法具有以下优点： - 算法相对简单，容易理解和实现。
- 生成的三角网格精度高，适用于渲染和分析。
然而，三角化方法也存在一些限制： - 对于具有复杂形状和拓扑结构的物体，可能无法得到精确的表面重建结果。
- 三角化方法对点云中的噪声和采样密度不敏感，可能导致重建结果不准确。
隐函数方法隐函数方法使用数学函数来表示物体的表面。
通过拟合点云或深度图像，可以生成一个隐函数表达式，从而实现表面重建。
常见的隐函数方法包括基于球谐函数的方法和基于深度学习的方法。
基于球谐函数的方法将物体的表面表示为一组球谐函数的线性组合。
通过最小化点云和隐函数之间的差异，可以得到物体的表面重建结果。
基于深度学习的方法则使用深度神经网络来学习点云和表面之间的映射关系。
基于三角网格模型的多分辨率B样条曲面重建
ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｐ ｏ ｌ ａ ｔ ｅ ｑ ｕ ａ ｄ ｒ ａ ｎ ｇ ｕ ｌ ａ ｒ ｍｅ ｓ ｈ ｍ ｏ ｄ ｅ １ ．Ｂ ｙ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｑ ｕ ａ ｄ ｒ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｍｅ ｓ ｈ
ＺＨＥＮＧ Ｆ ｅ ｎ ｇ — ｓ ｏ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｑ ｕ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｑ ｕ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｆ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ ３ ６ ２ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
有效性 。
［ 关键词 ］ 三角网格 ； 多分辨率 ； Ｂ样 条曲面 ； 曲面重建 ［ 中图分类号 ］Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ４ １ ［ 文献标识码 ］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ９ － ９ ０ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ － ０ ０ ９ ３ － ０ ４
Ｔｈ ｅ Ｒｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍｕ ｌ ｔ ｉ Ｒｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂ Ｓ ｐｌ ｉ ｎｅ Ｓｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｔｒ ｉ ａ ｎｇ ｕｌ ａ ｒ Ｍ ｅ ｓ ｈ Ｍｏ ｄｅ ｌ
Ｖ０ ｌ ＿ ２ ９ Ｎｎ ８ Ａｕ ｇ ． ２ ０１ ３
基于三 角网格模 型的多分辨率 Ｂ样 条 曲面重建
郑峰 松
（ 福 建泉州师范学院 数学与计算机科学学院 ， 福建 泉州 ３ ６ ２ ０ ０ ０ ） ［ 摘 要 ］ 利用三角 网格参数化技术 ， 对三角网格进行重新采样 ， 将 三角 网格模 型转化成 四角网格模型 ， 然后用 Ｂ样条 曲面插值 四角网格模 型。通过 调整四角网格模型 的分辨率 ， 就可获得一 系列不 同分辨 率 的 Ｂ样条 曲面， 并 且容易计算出 Ｂ样条 曲面与三角 网格模型 的误差 。最后 通过实例证 明了文 中算法 的
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三角网格曲面快速重建技术研究
基于散乱点云的三角网格曲面重建在各行各业中得到广泛的应用，散乱点云能够很好地记录物体的细节，但数据量庞大，如何在曲面重建过程中提高算法效率近年来得到国内外众多学者的关注。
本文研究三角网格曲面的快速重建技术，主要研究内容如下：首先，研究了一种线性八叉树在GPU平台上的表示和实现方法，提出了一种父查找表和子查找表的描述方法。
对散乱点云进行处理，需要建立点云之间的空间结构，在分析典型八叉树结构的优缺点后，本文采用线性八叉树的表示方法。
实现过程包括数据点编码、节点数组创建、邻接关系创建、综合数组创建等，算法充分利用GPU的并行计算特点并建立父、子查找表，实现八叉树的快速建立和高效查找，与目前典型的高效CPU八叉树算法对比，结果显示本文算法有更高的效率。
其次，研究了用泊松方程实现散乱点云曲面重构方法及求解过程。
用该方法对点云进行无限逼近能表现较好的曲面质量，其中方程求解速度和基函数的选取十分关键。
本文采用多重网格的方法来提高求解速度，并对基函数选取对曲面重建中的曲面质量和算法时间的影响进行比较。
最后，研究了三角网格的步进立方体抽取方法，通过提取数据场的等值面，输出三角网格。
将本文的三角网格曲面重建算法与实验室之前的算法进行比较，结果显示本文算法对大规模散乱点云数据有更好的处理效率，能得到很好的三角网格曲面质量。