NURBS曲面壓縮及離散數(shù)據(jù)顯示算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著CAD系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷拓展，自由曲線曲面數(shù)據(jù)的使用越來越普遍。鑒于NURBS方法描述的自由曲線曲面模型具備很強(qiáng)的通用性，當(dāng)前的CAD系統(tǒng)多利用NURBS方法來描述自由曲線和曲面，并按照NURBS方法給出的各種控制頂點(diǎn)和權(quán)因子增加了圖形設(shè)計(jì)的靈活性，提供了強(qiáng)有力的幾何配套技術(shù)。但是，應(yīng)用NURBS方法描述自由曲線和曲面帶來的問題是其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量會(huì)顯著的增加，且產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之間具有相關(guān)性和存在大量數(shù)據(jù)冗余。這就意味著在CAD系統(tǒng)下

2、，將有大量的曲線和曲面數(shù)據(jù)需要快速的進(jìn)行傳輸。為了能夠高效地利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，滿足高速數(shù)據(jù)傳送的需要，針對(duì)自由曲線和曲面的數(shù)據(jù)壓縮方法的研究變得日益重要起來。另一方面，除了用NURBS等精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)方程描述曲線曲面外，許多應(yīng)用領(lǐng)域也用三角形網(wǎng)格表示曲面，特別在逆向工程中通過對(duì)掃描的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)格化顯示，因此，對(duì)離散數(shù)據(jù)曲面重構(gòu)算法的研究也越來越受到重視。
　　 本文對(duì)NURBS曲線曲面壓縮及離散數(shù)據(jù)顯示算法進(jìn)行研究，開展了以下方面的研

3、究工作：
　　 (1)以進(jìn)一步去除數(shù)據(jù)冗余為目標(biāo)，提出了一種基于控制頂點(diǎn)差分?jǐn)?shù)據(jù)的NURBS自由曲面的數(shù)據(jù)優(yōu)化壓縮復(fù)原方法。該方法的設(shè)計(jì)思想是：首先以權(quán)因子為基礎(chǔ)的整合了坐標(biāo)數(shù)據(jù)分量，即在盡量不增加運(yùn)算量的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)了控制頂點(diǎn)各個(gè)坐標(biāo)分量與權(quán)因子應(yīng)緊密聯(lián)系的重要性，讓原數(shù)據(jù)所具有的幾何意義與數(shù)據(jù)壓縮過程更緊密的聯(lián)系起來；然后利用離散余弦變換，對(duì)控制頂點(diǎn)坐標(biāo)分量的差分值矩陣進(jìn)行變換；最后進(jìn)行量化壓縮處理，同時(shí)可以根據(jù)目標(biāo)壓縮率選

4、取量化壓縮比，方法在有效壓縮數(shù)據(jù)的同時(shí)使傳送的壓縮數(shù)據(jù)中攜帶了壓縮復(fù)原數(shù)據(jù)的累積誤差。實(shí)例應(yīng)用分析給出了壓縮復(fù)原數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)誤差，證明了在不顯著增加誤差的基礎(chǔ)上，此數(shù)據(jù)壓縮方法有效地減少了數(shù)據(jù)量。
　　 (2)提出了一種針對(duì)離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的重建顯示算法。該算法利用離散數(shù)據(jù)點(diǎn)鄰近邊、點(diǎn)集反映出的局部拓?fù)浜蛶缀涡畔ⅲ瑢?shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的局部拓?fù)?，并通過系列計(jì)算防止局部數(shù)據(jù)點(diǎn)的非法連接，以邊的增量擴(kuò)展方式把局部三角網(wǎng)格拼接成一張封閉完