基于斷層輪廓數(shù)據(jù)的三維形體網(wǎng)格構(gòu)造方法研究.pdf

1、該文主要關(guān)注基于輪廓數(shù)據(jù)的三維物體對(duì)象曲面重構(gòu)問題,輪廓表示著一系列通過物體對(duì)象的斷層截面形狀.基于輪廓數(shù)據(jù)的三維物體重構(gòu)問題有著廣泛的應(yīng)用背景,在生物醫(yī)學(xué)研究、地質(zhì)勘探、工業(yè)檢查、實(shí)體建模和快速原型制造等方面是主要的建模手段.這個(gè)問題可以分為四個(gè)子問題,即輪廓對(duì)應(yīng)問題、分叉問題、拼接問題和曲面擬合問題.該文主要在對(duì)應(yīng)、分叉和拼接三個(gè)基本問題的解決上提出了新方法,并對(duì)已有算法作了重要改進(jìn).解決了這三個(gè)問題就可以得到基于輪廓數(shù)據(jù)的三角網(wǎng)格

2、模型,它是原始輪廓對(duì)應(yīng)的曲面的分片逼近表示.該文總結(jié)了在對(duì)應(yīng)、分叉和拼接三個(gè)基本問題上已有的研究成果.研究并改進(jìn)了一些輪廓線相關(guān)的基礎(chǔ)算法,包括平面多邊形的方向判別、點(diǎn)在多邊形內(nèi)外位置關(guān)系判別、同平面內(nèi)兩個(gè)多邊形間的相互位置關(guān)系判別、輪廓多邊形的特征骨架計(jì)算、輪廓線數(shù)據(jù)的精簡.輪廓對(duì)應(yīng)問題的解決是基于輪廓數(shù)據(jù)曲面重構(gòu)的關(guān)鍵工作,是保證重建網(wǎng)格模型拓?fù)潢P(guān)系正確性的基礎(chǔ).由于實(shí)際物體的拓?fù)鋸?fù)雜性,相鄰斷層輪廓線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系有一對(duì)一、一對(duì)多

3、、多對(duì)多等多種情況.該文全面分析了相鄰斷層間輪廓對(duì)應(yīng)問題.改進(jìn)了兩個(gè)基本算法,包括相鄰兩個(gè)輪廓對(duì)應(yīng)關(guān)系判別算法和相鄰斷層間輪廓對(duì)應(yīng)關(guān)系的快速匹配算法.在輪廓對(duì)應(yīng)合法性規(guī)則的基礎(chǔ)之上提出了四個(gè)優(yōu)化準(zhǔn)則,并給出了完整的建立相鄰斷層輪廓對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟.骨架線能有效刻畫輪廓的特征形狀.該文通過引入圖象處理技術(shù)中提取骨架線的概念,提出一種基于骨架的拼接方法.這個(gè)方法通過插入中間斷層,建立輪廓間的一對(duì)一對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以解決多種分叉類型情況下的拼接問題