細(xì)分曲面造型技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，由于細(xì)分方法不僅具有NURBS曲面的局部控制性、仿射不變性等良好性質(zhì)，而且具有參數(shù)曲面所沒有的拓?fù)淙我庑院驼w連續(xù)性，因此在表示復(fù)雜自由曲面時體現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)越性，已成為國際圖形學(xué)領(lǐng)域的一項重要研究內(nèi)容，尤其是在計算機動畫和曲面造型方面取得了極大的成功，但是，要將其進(jìn)一步應(yīng)用到工程曲面造型上，仍有許多困難。本文結(jié)合專業(yè)工程背景，以細(xì)分曲面造型技術(shù)的研究和實現(xiàn)為方向，主要研究內(nèi)容如下： 1、介紹了細(xì)分曲面的發(fā)展歷史，整理

2、和總結(jié)了細(xì)分曲面造型的基本理論，闡述了細(xì)分相關(guān)的基本數(shù)學(xué)概念，分析了典型細(xì)分模式的構(gòu)造方式和特性。 2、逐一實現(xiàn)了現(xiàn)有的Doo-Sabin細(xì)分、Catmull-Clark細(xì)分、Loop細(xì)分等幾種經(jīng)典的細(xì)分算法，給出了具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)過程，并通過對各算法特性的比較，總結(jié)概括了細(xì)分算法的選用原則。 3、細(xì)分操作會導(dǎo)致多面體網(wǎng)格中的點、邊、面等基本單元數(shù)量以4的冪次方增長，因此內(nèi)存需求增長快速且數(shù)量巨大。本文實現(xiàn)了基于二面

3、角閾值控制的Doo-Sabin自適應(yīng)細(xì)分算法，并提出了一種新的通過平均法向量來控制面片進(jìn)一步細(xì)分的基于平均法向量的Doo-Sabin自適應(yīng)細(xì)分算法，克服了細(xì)分曲面指數(shù)增長的龐大數(shù)據(jù)量帶來的占據(jù)硬盤空間、處理速度慢的缺點。 4、配合Doo-Sabin自適應(yīng)細(xì)分模式提出了兩種適用于點分裂細(xì)分模式的裂縫消除策略：多邊形裂縫消除策略和矩形裂縫消除策略，保證了點分裂細(xì)分模式在實現(xiàn)自適應(yīng)細(xì)分時不同分裂層次面片間表面質(zhì)量的一致性和細(xì)分曲面的連