三維網(wǎng)格模型實(shí)體布爾運(yùn)算方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三維布爾運(yùn)算技術(shù)是計(jì)算機(jī)三維造型技術(shù)中構(gòu)造復(fù)雜實(shí)體最為重要和復(fù)雜的問(wèn)題之一，并在三維地理信息系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)、交互式可視化等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，對(duì)三維布爾運(yùn)算技術(shù)的研究，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文在分析了三維布爾運(yùn)算技術(shù)的基礎(chǔ)上，主要圍繞以下兩大問(wèn)題來(lái)展開研究：(1)基于方向包圍盒(Oriented Bounding Box：OBB)碰撞檢測(cè)算法過(guò)程中如何進(jìn)行快速碰撞檢測(cè)的效率問(wèn)題；(2)基于三維網(wǎng)格模型布爾運(yùn)算算法過(guò)程中如

2、何進(jìn)行精確求交的準(zhǔn)確度問(wèn)題。
　　 針對(duì)問(wèn)題(1)，本文研究了傳統(tǒng)的OBB碰撞檢測(cè)算法，提出了一種改進(jìn)的基于OBB層次包圍盒樹的快速碰撞檢測(cè)算法。算法在繼承碰撞檢測(cè)算法優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，突破了它的局限性，能夠處理任意形狀多面體之間的碰撞檢測(cè)問(wèn)題，節(jié)省了一半的存儲(chǔ)空間，并且能快速檢測(cè)出相交三角形對(duì)，因此，有效地提高了布爾運(yùn)算效率。算法預(yù)先對(duì)礦體表面網(wǎng)格模型進(jìn)行拓?fù)浠⒃谠撏負(fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上合理地組織成OBB層次二叉樹結(jié)構(gòu)，通過(guò)自頂向下原則

3、構(gòu)建去除葉子包圍盒的OBB包圍盒樹，來(lái)實(shí)現(xiàn)快速碰撞檢測(cè)。
　　 針對(duì)問(wèn)題(2)，本文提出了一種基于三維網(wǎng)格模型的布爾運(yùn)算方法。該算法首先通過(guò)基于OBB層次包圍盒樹的碰撞檢測(cè)算法，得到實(shí)體的相交三角形對(duì)。求出兩相交三角形之間的交線，建立與三角形的交線拓?fù)潢P(guān)系。然后通過(guò)分類處理三種交線類型來(lái)對(duì)相交三角形進(jìn)行區(qū)域劃分，得到一系列多邊形，并對(duì)多邊形進(jìn)行三角剖分形成結(jié)果區(qū)域。最后根據(jù)體的包含關(guān)系構(gòu)建關(guān)系鄰接表，判斷多邊形區(qū)域的相對(duì)于其他實(shí)