三維網(wǎng)格模型實體布爾運算方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、三維布爾運算技術(shù)是計算機三維造型技術(shù)中構(gòu)造復(fù)雜實體最為重要和復(fù)雜的問題之一，并在三維地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實、交互式可視化等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，對三維布爾運算技術(shù)的研究，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價值。本文在分析了三維布爾運算技術(shù)的基礎(chǔ)上，主要圍繞以下兩大問題來展開研究：(1)基于方向包圍盒(Oriented Bounding Box：OBB)碰撞檢測算法過程中如何進行快速碰撞檢測的效率問題；(2)基于三維網(wǎng)格模型布爾運算算法過程中如

2、何進行精確求交的準確度問題。
　　 針對問題(1)，本文研究了傳統(tǒng)的OBB碰撞檢測算法，提出了一種改進的基于OBB層次包圍盒樹的快速碰撞檢測算法。算法在繼承碰撞檢測算法優(yōu)點的同時，突破了它的局限性，能夠處理任意形狀多面體之間的碰撞檢測問題，節(jié)省了一半的存儲空間，并且能快速檢測出相交三角形對，因此，有效地提高了布爾運算效率。算法預(yù)先對礦體表面網(wǎng)格模型進行拓撲化，并在該拓撲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上合理地組織成OBB層次二叉樹結(jié)構(gòu)，通過自頂向下原則

3、構(gòu)建去除葉子包圍盒的OBB包圍盒樹，來實現(xiàn)快速碰撞檢測。
　　 針對問題(2)，本文提出了一種基于三維網(wǎng)格模型的布爾運算方法。該算法首先通過基于OBB層次包圍盒樹的碰撞檢測算法，得到實體的相交三角形對。求出兩相交三角形之間的交線，建立與三角形的交線拓撲關(guān)系。然后通過分類處理三種交線類型來對相交三角形進行區(qū)域劃分，得到一系列多邊形，并對多邊形進行三角剖分形成結(jié)果區(qū)域。最后根據(jù)體的包含關(guān)系構(gòu)建關(guān)系鄰接表，判斷多邊形區(qū)域的相對于其他實