基于點(diǎn)云的曲面重建技術(shù)研究.pdf

1、受工業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、逆向工程等行業(yè)應(yīng)用驅(qū)動，以及三維掃描技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的進(jìn)步，關(guān)于點(diǎn)云數(shù)據(jù)曲面重建技術(shù)的研究目前已成為計(jì)算機(jī)圖形圖像處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文選擇點(diǎn)云數(shù)據(jù)相關(guān)內(nèi)容為課題，研究和分析了處理點(diǎn)云數(shù)據(jù)的若干關(guān)鍵技術(shù)問題，提出了一種基于增量網(wǎng)格的空間三角剖分的改進(jìn)算法。
　　1.分析了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的類型和可視化技術(shù)，并用Java3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的可視化，包括移動、旋轉(zhuǎn)和放縮等交互操作;探討了點(diǎn)

2、云數(shù)據(jù)空間拓?fù)潢P(guān)系建立的方法，對相關(guān)算法的原理進(jìn)行了闡述并進(jìn)行了對比分析;將三角網(wǎng)格剖分的相關(guān)理論進(jìn)行概括總結(jié)，列舉三角網(wǎng)格構(gòu)建中一些經(jīng)典的剖分算法及優(yōu)缺點(diǎn)，并對三角剖分算法中的Crust算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析其優(yōu)點(diǎn)和不足之處。
　　2.以相關(guān)理論為基礎(chǔ)，提出了基于增量網(wǎng)格的空間三角剖分改進(jìn)算法。本算法的主要創(chuàng)新點(diǎn)有兩處:一是將動態(tài)球策略引入到空間分割中，能快速定位到與擴(kuò)展邊進(jìn)行擴(kuò)展的候選點(diǎn)所在的包圍盒;二是在深入分析D

3、elaunay三角網(wǎng)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了頂點(diǎn)度量函數(shù)，可以解決約束準(zhǔn)則中法向量夾角最大準(zhǔn)則和最小內(nèi)角最大準(zhǔn)則的不一致性。該算法源于增量式計(jì)算的思想，結(jié)合約束準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)的頂點(diǎn)度量函數(shù)，可在空間由基礎(chǔ)三角面片開始重構(gòu)整個(gè)物體表面。
　　3.構(gòu)建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對算法進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明本文算法可直接在三維空間根據(jù)離散點(diǎn)對應(yīng)曲面的形態(tài)變化逐步生成三角網(wǎng)格，最大限度的保證了曲面的平滑性，剖分效果較好;其次，算法采用自適應(yīng)動態(tài)球策略，結(jié)合空間分割