三維網絡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建模領域的一個經典問題，并在三維地理信息系統(tǒng)、交互式可視化、虛擬現(xiàn)實等領域有著重要的應用。因此，三維布爾運算算法的研究工作有著重要的學術意義以及應用價值。利用三維布爾運算技術，可以對現(xiàn)有的三維幾何模型進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，已經成為計算機幾何造型技術與CAD領域里不可或缺的工具之一。
　　本文首先詳細地對三維網格模型的布爾運算技術進行了全面的分析與總結。三維網格模型的

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?；贐SP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，但該方法也有構建得到的BSP樹規(guī)模大，時間復雜度較高，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格的內外邏輯合法性，對于自相交網格模型、組合網格模型等的布爾運算結果無法保證正確性。
　　本文對基于BSP樹的

3、布爾運算方法進行改進優(yōu)化。首先在構建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，當空間內的三角面片數(shù)低于預先設定的閾值k后，則轉入第二階段，選取網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樹的構建與后續(xù)布爾運算的判定操作同時進行，在BSP樹構建過程中考慮另一個模型的空間位置，將BSP樹的構建局限于模型相交處，實現(xiàn)布爾運算的自適應構建終止。對于特殊模型的布爾運算，本文方法將對構建得到的B

4、SP樹進行修復優(yōu)化，從而確保布爾運算方法仍舊適用于該類網格模型，從而確保最終布爾運算結果的正確性
　　本文的實驗部分展示了兩個網格模型之間的布爾運算結果對比分析。實驗結果表明通過使用本文的策略，可以有效地降低構建得到的BSP樹的高度，改善生成的BSP樹的質量，減小構建BSP樹所需的內存開銷，最終提高布爾運算的運行效率。通過對構建得到的BSP樹進行修復優(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