網(wǎng)格模型上基于手繪的四邊形生成.pdf

1、在工業(yè)設(shè)計和制造中，經(jīng)常需要對已有的物體或部件進行數(shù)字化，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型：首先通過掃描儀采集模型的三維坐標(biāo)信息，得到一系列的空間數(shù)據(jù)點，然后通過對數(shù)據(jù)點的擬合建立相應(yīng)的曲面模型。這也就是通常所說的逆向工程。針對不同的應(yīng)用目的，研究人員常采用不同的曲面表示方法來擬合這些數(shù)據(jù)。NURBS作為事實上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在該方面有著廣泛的應(yīng)用。對于一個復(fù)雜的物件模型，單獨用一張曲面擬合是不充分的，因此一個良好的數(shù)據(jù)分片方法對于物體最終模型的建立有著

2、舉足輕重的作用。 三角網(wǎng)格曲面進行四邊形區(qū)域劃分是逆向工程的一項關(guān)鍵技術(shù)，其目的是將網(wǎng)格模型劃分成若干四邊形區(qū)域，然后對每個四邊形區(qū)域采用一張曲面來擬合，同時要求在相鄰的曲面之間滿足一定的幾何連續(xù)性。近年來，一些學(xué)者相繼提出了多種網(wǎng)格曲面四邊形生成算法，歸納起來可分為兩類：一類是完全自動地將網(wǎng)格區(qū)域劃分成若干四邊形區(qū)域；另一類是通過交互直接將網(wǎng)格模型劃分成若干四邊形區(qū)域。前者較少地需要人工交互，但不便于用戶控制四邊形設(shè)計，可能生

3、成較多的奇異點或者出現(xiàn)非四邊形，不能較好地控制局部四邊形的走向；后者交互方式不夠靈活，需要較多地人工交互，工作量非常大，對于復(fù)雜的實體模型直接劃分四邊形幾乎不可能。 可見，研究一種交互方式直觀，高效可控的四邊形生成系統(tǒng)是很有意義的。鑒于此，本文研究并提出了一種基于手繪的四邊形生成系統(tǒng)。在系統(tǒng)的處理流程中，首先通過特征提取算法自動提取實體模型主要的特征線，同時通過刪除一些冗余的特征線，將特征線進行合并以及對其中一些特征進行延伸的方

4、法勾勒出物體的主要結(jié)構(gòu)特征；然后用戶通過我們提供的工具很方便地編輯特征線，以及通過示意的方式添加特征線，系統(tǒng)會根據(jù)具體情況對要求對特征線進行延伸以獲得用戶想要的特征線，最終可以獲得在實體模型表面上的一個奇異圖；同時用戶可以通過系統(tǒng)指定哪些奇異線是需要嚴(yán)格沿著四邊形邊界，哪些奇異線只是代表一個區(qū)域內(nèi)部一個走向；最終我們通過構(gòu)造一個離散調(diào)和方程求解出整個模型每個頂點的參數(shù)值，并自動提取實體模型的四邊形劃分結(jié)果。實驗結(jié)果表明，該方法主要特點是