網格模型上基于手繪的四邊形生成.pdf

1、在工業(yè)設計和制造中，經常需要對已有的物體或部件進行數字化，并建立相應的數學模型：首先通過掃描儀采集模型的三維坐標信息，得到一系列的空間數據點，然后通過對數據點的擬合建立相應的曲面模型。這也就是通常所說的逆向工程。針對不同的應用目的，研究人員常采用不同的曲面表示方法來擬合這些數據。NURBS作為事實上的工業(yè)標準在該方面有著廣泛的應用。對于一個復雜的物件模型，單獨用一張曲面擬合是不充分的，因此一個良好的數據分片方法對于物體最終模型的建立有著

2、舉足輕重的作用。 三角網格曲面進行四邊形區(qū)域劃分是逆向工程的一項關鍵技術，其目的是將網格模型劃分成若干四邊形區(qū)域，然后對每個四邊形區(qū)域采用一張曲面來擬合，同時要求在相鄰的曲面之間滿足一定的幾何連續(xù)性。近年來，一些學者相繼提出了多種網格曲面四邊形生成算法，歸納起來可分為兩類：一類是完全自動地將網格區(qū)域劃分成若干四邊形區(qū)域；另一類是通過交互直接將網格模型劃分成若干四邊形區(qū)域。前者較少地需要人工交互，但不便于用戶控制四邊形設計，可能生

3、成較多的奇異點或者出現非四邊形，不能較好地控制局部四邊形的走向；后者交互方式不夠靈活，需要較多地人工交互，工作量非常大，對于復雜的實體模型直接劃分四邊形幾乎不可能。 可見，研究一種交互方式直觀，高效可控的四邊形生成系統是很有意義的。鑒于此，本文研究并提出了一種基于手繪的四邊形生成系統。在系統的處理流程中，首先通過特征提取算法自動提取實體模型主要的特征線，同時通過刪除一些冗余的特征線，將特征線進行合并以及對其中一些特征進行延伸的方

4、法勾勒出物體的主要結構特征；然后用戶通過我們提供的工具很方便地編輯特征線，以及通過示意的方式添加特征線，系統會根據具體情況對要求對特征線進行延伸以獲得用戶想要的特征線，最終可以獲得在實體模型表面上的一個奇異圖；同時用戶可以通過系統指定哪些奇異線是需要嚴格沿著四邊形邊界，哪些奇異線只是代表一個區(qū)域內部一個走向；最終我們通過構造一個離散調和方程求解出整個模型每個頂點的參數值，并自動提取實體模型的四邊形劃分結果。實驗結果表明，該方法主要特點是