基于LOOP細(xì)分的曲面重建技術(shù)研究.pdf

1、逆向工程中的曲面重建是三維空間數(shù)據(jù)場可視化的重要方向。曲面重建作為逆向工程中的重要環(huán)節(jié)之一,其處理的質(zhì)量與處理的效率制約著CAD的后續(xù)再設(shè)計(jì)等流程。細(xì)分曲面具有任意拓?fù)湫浴⑦B續(xù)性、仿射不變性等優(yōu)點(diǎn)而在CAD和動畫的造型中都有廣泛的應(yīng)用,LOOP細(xì)分曲面是一種極限曲面,以三角形網(wǎng)格為基礎(chǔ)組成初始網(wǎng)格,重復(fù)細(xì)分過程,最后得到極限曲面收斂于光滑曲面。本文以LOOP細(xì)分曲面重建為研究對象,通過改進(jìn)細(xì)分曲面重建算法,從而進(jìn)一步提高曲面重建的造型質(zhì)

2、量、適應(yīng)范圍以及重建效率。
　　 本文介紹了曲線重建的知識和典型的細(xì)分方法,對于細(xì)分曲面重建中的細(xì)分重采樣過程,提出了一種基于初始頂點(diǎn)法向的細(xì)分重采樣方法。該方法將LOOP細(xì)分的思想用到細(xì)分重采樣之中,給出了算法思想、采樣范圍、對于尖銳特征的LOOP細(xì)分實(shí)現(xiàn)和算法的具體應(yīng)用。該算法的基本思想是:直接對給定的基網(wǎng)格進(jìn)行一次LOOP細(xì)分,對初始網(wǎng)格進(jìn)行采樣,用初始網(wǎng)格的頂點(diǎn)代替細(xì)分網(wǎng)格的頂點(diǎn),控制網(wǎng)格保留了基網(wǎng)格的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),同時(shí)又保

3、持了LOOP細(xì)分結(jié)構(gòu)。因?yàn)榧?xì)分網(wǎng)格的頂點(diǎn)用初始網(wǎng)格代替的過程中,只是改變了頂點(diǎn)的位置,細(xì)分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并沒有被改變。從而解決了細(xì)分重采樣中基網(wǎng)格難以同時(shí)具有控制網(wǎng)格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與LOOP細(xì)分結(jié)構(gòu)的問題。
　　 針對傳統(tǒng)算法逼近LOOP細(xì)分曲面工作量大、效率低,本文提出將參數(shù)插值思想應(yīng)用到LOOP曲面細(xì)分之中,將Bézier曲面的插值過程公式化,分別逼近細(xì)分曲面的幾何結(jié)構(gòu)與法向量場。對于具有細(xì)化單元的GPU與普通GPU,都給出了該算法的