三維顱骨模型的孔洞修補算法研究.pdf

1、三維模型的孔洞修補問題，一直是計算機圖形學和可視化研究中的一個熱點問題。由于顱骨模型的特殊性，現有算法并不適用于顱骨模型的修補。三維顱骨孔洞修補是一個嶄新的研究課題，它是根據顱骨模型原有的幾何和拓撲信息，借助計算機技術修復顱骨破洞的虛擬3D技術。本文針對現有算法存在的問題，提出了一個顱骨表面模型的孔洞自動修補算法。實驗結果表明本文的方法較其它方法速度快，效果好，能更好適應復雜和大的顱骨模型孔洞修補。主要工作體現在以下幾個方面：

2、（1）提出了一個三維顱骨孔洞自動修補算法。對現有的孔洞修補算法進行了較為全面的綜述和分析，針對算法存在的不足和顱骨模型的特殊性，本文提出了一個顱骨孔洞自動修補算法。算法首先搜索模型邊界點進行自動孔洞檢測，再在孔洞區(qū)域插入離散點并進行三角剖分來對孔洞進行填充，接著對三角剖分后的網格進行網格細分，然后建立隱式曲面來調整插入點的位置，最后用拉普拉斯平滑對修補網格進行平滑處理。 （2）提出了一種推進式逐層求解法ALS（Advancing

3、Layer—wiseSolution）。在對大孔洞的修補中，傳統(tǒng)的方法采用孔洞周圍的點來控制內部區(qū)域，但內部的形狀僅依靠有限的控制點來進行調整很難得到理想的曲面形狀，本文提出了一種推進式逐層求解法，彌補了傳統(tǒng)方法得到的修補曲面太過平坦的缺陷，使修補網格與原網格模型平滑拼接，獲得了理想的實驗效果。 （3）開發(fā)了一個三維顱骨孔洞修補原型系統(tǒng)SHRS（SkullHoleRepairingSystem）。系統(tǒng)能實現顱骨孔洞修補的所有功能