三維網(wǎng)絡(luò)模型的布爾運算算法研究.pdf

1、三維布爾運算是計算機圖形學(xué)建模領(lǐng)域的一個經(jīng)典問題，并在三維地理信息系統(tǒng)、交互式可視化、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，三維布爾運算算法的研究工作有著重要的學(xué)術(shù)意義以及應(yīng)用價值。利用三維布爾運算技術(shù)，可以對現(xiàn)有的三維幾何模型進(jìn)行組合操作得到新的模型。三維布爾運算作為一個重要的建模方式，已經(jīng)成為計算機幾何造型技術(shù)與CAD領(lǐng)域里不可或缺的工具之一。
　　本文首先詳細(xì)地對三維網(wǎng)格模型的布爾運算技術(shù)進(jìn)行了全面的分析與總結(jié)。三維網(wǎng)格模型的

2、布爾運算方法主要有基于交線提取的布爾運算方法與基于空間劃分的布爾運算方法。基于BSP樹的布爾運算方法是基于空間劃分的布爾運算方法中的經(jīng)典方法。相比于基于交線提取的布爾運算方法，該方法具有算法簡潔明了，魯棒性強的特點，但該方法也有構(gòu)建得到的BSP樹規(guī)模大，時間復(fù)雜度較高，不適用于大型模型間的缺點等特點，同時該方法依賴于模型網(wǎng)格的內(nèi)外邏輯合法性，對于自相交網(wǎng)格模型、組合網(wǎng)格模型等的布爾運算結(jié)果無法保證正確性。
　　本文對基于BSP樹的

3、布爾運算方法進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。首先在構(gòu)建BSP樹的劃分面選取階段，采用兩階段選取的策略，首先先規(guī)范化地選取劃分面，當(dāng)空間內(nèi)的三角面片數(shù)低于預(yù)先設(shè)定的閾值k后，則轉(zhuǎn)入第二階段，選取網(wǎng)格模型中與三角面片共面的超平面作為劃分面。同時，本文方法令BSP樹的構(gòu)建與后續(xù)布爾運算的判定操作同時進(jìn)行，在BSP樹構(gòu)建過程中考慮另一個模型的空間位置，將BSP樹的構(gòu)建局限于模型相交處，實現(xiàn)布爾運算的自適應(yīng)構(gòu)建終止。對于特殊模型的布爾運算，本文方法將對構(gòu)建得到的B

4、SP樹進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化，從而確保布爾運算方法仍舊適用于該類網(wǎng)格模型，從而確保最終布爾運算結(jié)果的正確性
　　本文的實驗部分展示了兩個網(wǎng)格模型之間的布爾運算結(jié)果對比分析。實驗結(jié)果表明通過使用本文的策略，可以有效地降低構(gòu)建得到的BSP樹的高度，改善生成的BSP樹的質(zhì)量，減小構(gòu)建BSP樹所需的內(nèi)存開銷，最終提高布爾運算的運行效率。通過對構(gòu)建得到的BSP樹進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化，保證布爾運算方法對于自相交模型等特殊模型的適用性。
　　在本文的最后部