基于斷層輪廓數(shù)據(jù)的三維形體網(wǎng)格構造方法研究.pdf

1、該文主要關注基于輪廓數(shù)據(jù)的三維物體對象曲面重構問題,輪廓表示著一系列通過物體對象的斷層截面形狀.基于輪廓數(shù)據(jù)的三維物體重構問題有著廣泛的應用背景,在生物醫(yī)學研究、地質勘探、工業(yè)檢查、實體建模和快速原型制造等方面是主要的建模手段.這個問題可以分為四個子問題,即輪廓對應問題、分叉問題、拼接問題和曲面擬合問題.該文主要在對應、分叉和拼接三個基本問題的解決上提出了新方法,并對已有算法作了重要改進.解決了這三個問題就可以得到基于輪廓數(shù)據(jù)的三角網(wǎng)格

2、模型,它是原始輪廓對應的曲面的分片逼近表示.該文總結了在對應、分叉和拼接三個基本問題上已有的研究成果.研究并改進了一些輪廓線相關的基礎算法,包括平面多邊形的方向判別、點在多邊形內外位置關系判別、同平面內兩個多邊形間的相互位置關系判別、輪廓多邊形的特征骨架計算、輪廓線數(shù)據(jù)的精簡.輪廓對應問題的解決是基于輪廓數(shù)據(jù)曲面重構的關鍵工作,是保證重建網(wǎng)格模型拓撲關系正確性的基礎.由于實際物體的拓撲復雜性,相鄰斷層輪廓線之間的對應關系有一對一、一對多

3、、多對多等多種情況.該文全面分析了相鄰斷層間輪廓對應問題.改進了兩個基本算法,包括相鄰兩個輪廓對應關系判別算法和相鄰斷層間輪廓對應關系的快速匹配算法.在輪廓對應合法性規(guī)則的基礎之上提出了四個優(yōu)化準則,并給出了完整的建立相鄰斷層輪廓對應關系的步驟.骨架線能有效刻畫輪廓的特征形狀.該文通過引入圖象處理技術中提取骨架線的概念,提出一種基于骨架的拼接方法.這個方法通過插入中間斷層,建立輪廓間的一對一對應關系,可以解決多種分叉類型情況下的拼接問題