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文檔簡介
1、虛擬切割廣泛應(yīng)用于CAD/CAM、生物醫(yī)學(xué)仿真、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域中。對于三角面模型的虛擬切割實(shí)現(xiàn)簡單,效果逼真,實(shí)時(shí)性較強(qiáng),應(yīng)用方便。本文分別對三維面模型的切割、封面以及拼接的算法做了研究和程序?qū)崿F(xiàn),并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。 本文主要在傳統(tǒng)的Suthedand-Hodgman多邊形裁剪算法的基礎(chǔ)上,引入頂點(diǎn)移動(dòng)算法進(jìn)行切割,該算法在虛擬切割過程中,確保頂點(diǎn)數(shù)量的增加量達(dá)到最少,因而,運(yùn)行效率高,實(shí)時(shí)性好,且無畸形三角
2、面片生成。但由于頂點(diǎn)移動(dòng)法可能會造成面模型發(fā)生形變,因此提出利用網(wǎng)格細(xì)分的思想,對切割模型在切割處首先進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)分,再采用頂點(diǎn)移動(dòng)法,從而保證模型的真實(shí)性。 切割后的面模型會產(chǎn)生“中空”現(xiàn)象,為逼真仿真效果,需要對其進(jìn)行封面操作。切割交點(diǎn)形成一個(gè)多邊形區(qū)域,對于凸多邊形可以利用逐點(diǎn)插入法很快解決三角化問題,但對于凹多邊形和內(nèi)部包含有孔洞的多邊形處理起來較為復(fù)雜。本文提出去除算法,即對所有的點(diǎn)按照整體剖分然后去除其中的孔洞部分。算
3、法通用性較強(qiáng),不僅可以處理凹凸多邊形,且可以很好的解決孔洞問題。 在實(shí)際應(yīng)用中,如虛擬手術(shù)中會出現(xiàn)模型拼接操作,本文也對相關(guān)拼接算法做了初步研究,提出了兩種解決網(wǎng)格拼接的思想--增點(diǎn)拼接和不增點(diǎn)拼接。對增點(diǎn)拼接進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 本課題以VC++6.0和OpenGL為開發(fā)工具對上述算法進(jìn)行了驗(yàn)證,在開發(fā)過程中自始至終貫徹了面向?qū)ο蟮木幊趟枷?。以虛擬手術(shù)中的三維面模型為數(shù)據(jù)來源,因?yàn)槠渚哂忻嫫瑪?shù)量多、幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn),所以具有
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