三維網(wǎng)絡(luò)模型的布爾運(yùn)算算法研究.pdf

1、三維布爾運(yùn)算是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)建模領(lǐng)域的一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題，并在三維地理信息系統(tǒng)、交互式可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，三維布爾運(yùn)算算法的研究工作有著重要的學(xué)術(shù)意義以及應(yīng)用價(jià)值。利用三維布爾運(yùn)算技術(shù)，可以對(duì)現(xiàn)有的三維幾何模型進(jìn)行組合操作得到新的模型。三維布爾運(yùn)算作為一個(gè)重要的建模方式，已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)幾何造型技術(shù)與CAD領(lǐng)域里不可或缺的工具之一。
　　本文首先詳細(xì)地對(duì)三維網(wǎng)格模型的布爾運(yùn)算技術(shù)進(jìn)行了全面的分析與總結(jié)。三維網(wǎng)格模型的

2、布爾運(yùn)算方法主要有基于交線(xiàn)提取的布爾運(yùn)算方法與基于空間劃分的布爾運(yùn)算方法?；贐SP樹(shù)的布爾運(yùn)算方法是基于空間劃分的布爾運(yùn)算方法中的經(jīng)典方法。相比于基于交線(xiàn)提取的布爾運(yùn)算方法，該方法具有算法簡(jiǎn)潔明了，魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)，但該方法也有構(gòu)建得到的BSP樹(shù)規(guī)模大，時(shí)間復(fù)雜度較高，不適用于大型模型間的缺點(diǎn)等特點(diǎn)，同時(shí)該方法依賴(lài)于模型網(wǎng)格的內(nèi)外邏輯合法性，對(duì)于自相交網(wǎng)格模型、組合網(wǎng)格模型等的布爾運(yùn)算結(jié)果無(wú)法保證正確性。
　　本文對(duì)基于BSP樹(shù)的

3、布爾運(yùn)算方法進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。首先在構(gòu)建BSP樹(shù)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(dāng)空間內(nèi)的三角面片數(shù)低于預(yù)先設(shè)定的閾值k后，則轉(zhuǎn)入第二階段，選取網(wǎng)格模型中與三角面片共面的超平面作為劃分面。同時(shí)，本文方法令BSP樹(shù)的構(gòu)建與后續(xù)布爾運(yùn)算的判定操作同時(shí)進(jìn)行，在BSP樹(shù)構(gòu)建過(guò)程中考慮另一個(gè)模型的空間位置，將BSP樹(shù)的構(gòu)建局限于模型相交處，實(shí)現(xiàn)布爾運(yùn)算的自適應(yīng)構(gòu)建終止。對(duì)于特殊模型的布爾運(yùn)算，本文方法將對(duì)構(gòu)建得到的B

4、SP樹(shù)進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化，從而確保布爾運(yùn)算方法仍舊適用于該類(lèi)網(wǎng)格模型，從而確保最終布爾運(yùn)算結(jié)果的正確性
　　本文的實(shí)驗(yàn)部分展示了兩個(gè)網(wǎng)格模型之間的布爾運(yùn)算結(jié)果對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)使用本文的策略，可以有效地降低構(gòu)建得到的BSP樹(shù)的高度，改善生成的BSP樹(shù)的質(zhì)量，減小構(gòu)建BSP樹(shù)所需的內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)，最終提高布爾運(yùn)算的運(yùn)行效率。通過(guò)對(duì)構(gòu)建得到的BSP樹(shù)進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化，保證布爾運(yùn)算方法對(duì)于自相交模型等特殊模型的適用性。
　　在本文的最后部