基于组件的几何建模技术研究

发布时间：2017-10-30 23:19

  本文关键词：基于组件的几何建模技术研究

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【摘要】：随着影视娱乐,游戏动画,工业设计等产业的快速发展,对数字化建模的质量和效率提出了更高的要求。为提高国内产品竞争力,开发出拥有自主知识产权的三维建模软件迫在眉睫。本文在对数字几何处理领域深入研究和分析的基础上,提出了一种基于组件的网格融合建模方法。论文主要研究工作如下:(1)为方便有效的管理组件模型数据,建立了模型数据库。首先设计了管理组件单元的树形结构,并实现了存储组件具体信息的组件单元,将其分为几何、定位、特征和节点四部分分别进行设计,然后通过接口模型解析器XMLModel实现上述功能,最后通过实例验证了方法的有效性。(2)针对参数化过程中存在畸变和模型带有孔洞区域难参数化问题,提出了基于曲率的离散指数参数化优化算法,建立了网格融合过程中的参数化模型。首先根据曲率差值,将模型待参数化曲面分为平坦区域和曲率较大区域,然后对平坦区域内待扩张点,采用路径加权策略进行插值扩张,对曲率较大区域点,提出线性和重心插值策略,对模型带有孔洞区域点,提出平面投影优化策略,最后将该方法应用于纹理贴图领域,验证了算法的有效性。(3)针对网格变形存在的连续性和保形性问题,提出了基于层的多分辨率网格变形方法。首先将待融合模型简化,然后对简化网格进行基于层的保形变形方法,通过计算模型各点测地距离并为模型分层,定义各点的变形控制层,并引入距离和密度权值调整因子,定义边界点及其邻域三角片约束关系,最大限度边界保形,将变形传递给源网格完成整个变形,最后给出实例分析,分析算法的变形效率和变形精度,验证了算法的鲁棒性。
【关键词】：网格融合 参数化 网格变形 分层 模型数据库
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 引言11
• 1.2 三维几何模型表示方法11-13
• 1.3 几何组件概述13-14
• 1.4 网格融合技术概述14-18
• 1.4.1 参数化技术概述15-17
• 1.4.2 网格变形技术概述17-18
• 1.5 本文研究内容及安排18-20
• 第二章 模型数据库构建20-34
• 2.1 引言20-21
• 2.2 XML简介21
• 2.3 数据库结构设计21-22
• 2.4 组件单元设计22-27
• 2.4.1 组件几何信息获取22-23
• 2.4.2 组件定位信息设计23-26
• 2.4.3 组件特征信息设计26-27
• 2.4.4 组件节点信息设计27
• 2.5 XMLMODEL解析器设计27-32
• 2.5.1 XML文档输出接口设计28-29
• 2.5.2 XML文档读取接口设计29-30
• 2.5.3 节点查询算法30-32
• 2.6 模型数据库的实现32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第三章 基于曲率的离散指数参数化优化算法34-44
• 3.1 引言34-35
• 3.2 DEM参数化技术35-37
• 3.2.1 测地矢量简介35
• 3.2.2 DEM参数化基本原理35-37
• 3.2.3 测地矢量归一化37
• 3.3 基于曲率的DEM参数化优化算法37-42
• 3.3.1 平均曲率计算37-38
• 3.3.2 误差阈值确定38
• 3.3.3 路径插值策略38-42
• 3.4 实验分析42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 基于层的多分辨率网格融合优化算法44-57
• 4.1 引言44-45
• 4.2 两模型关系描述45-46
• 4.3 基于曲线的变形方法46-48
• 4.4 基于层的多分辨率变形算法48-53
• 4.4.1 低分辨率模型获取48
• 4.4.2 控制层的划分48-50
• 4.4.3 距离和密度权值确定50-51
• 4.4.4 变换坐标系确定51-53
• 4.4.5 变形重建53
• 4.5 实验及分析53-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第五章 总结和展望57-59
• 5.1 总结57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文64

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本文编号：1119773