多等值面抽取算法.pdf

1、等值面抽取是體數(shù)據(jù)可視化的主要方法之一，它在隱式曲面造型、虛擬手術(shù)規(guī)劃、信息可視化、三維地質(zhì)建模、逆向工程等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。本文首先介紹了體數(shù)據(jù)可視化算法的發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了幾種體數(shù)據(jù)可視化的主要算法，并指出了當(dāng)前的體數(shù)據(jù)可視化算法已經(jīng)難以滿足虛擬手術(shù)、三維地質(zhì)建模與分析和逆向工程等領(lǐng)域日益增長的需求。 基于上述分析，我們提出了一種新的多等值面抽取算法，該算法可以在一次處理過程中抽取得到多個等值面，并且多個等值面之間可以保

2、持正確的拓?fù)溥B接關(guān)系，即在交界處共享相交的頂點(diǎn)、邊和面。所得結(jié)果可以保留三維數(shù)據(jù)場的更多細(xì)節(jié)，同時也便于用戶觀察不同等值面間的拓?fù)溥B接關(guān)系。此外，用戶還可以方便地對多個等值面進(jìn)行編輯和修改，產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)模型。 多等值面抽取算法基于Skeleton Climbing思想：首先在立方體體素的邊上計算零維的等值點(diǎn)；然后在體素的面上由等值點(diǎn)連接得到一維的線段；最后根據(jù)一定的規(guī)則，相應(yīng)的線段順序連接形成二維的多等值面多邊形。論文詳細(xì)介紹了

3、算法使用的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并按照Skeleton Climbing的構(gòu)造過程對算法進(jìn)行了詳細(xì)的描述。特別是對多等值面的抽取難點(diǎn)——如何實(shí)現(xiàn)多等值面與體素的求交，我們進(jìn)行了具體的分類討論。相對于傳統(tǒng)的等值面抽取算法，我們也從簡單到復(fù)雜地逐步分析和處理了多等值面抽取算法中可能出現(xiàn)的奇異情況。 我們實(shí)現(xiàn)了上述多等值面抽取算法，并在效率、抽取效果等方面與現(xiàn)有的幾種算法進(jìn)行了比較。此外，我們還指出了多等值面抽取算法在曲面編輯方面具有非