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《浙江大学》 2002年
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曲面造型中NURBS曲面曲线离散及显示算法的研究与实现

高斌  
【摘要】: 曲面造型是计算机辅助几何设计(Computer Aided Geometric Design,简称CAGD)中最为活跃、同时也是最关键的学科分支之—下,它随着CAD/CAM技术应用的深入而不断发展、日趋完善,其中NURBS方法以它突出的优点已成为产品结构形状定义的工业标准,广泛应用于工业产品设计中,解决自由曲面造型问题。随之而来的是对这些自由曲面的几何处理问题——曲线、曲面离散及裁剪等。而且,曲线、曲面离散在真实图形显示、曲面逼近、线框显示和消隐服务、有限元分析、曲面求交算法等应用中广泛存在,因此,研究实用、稳定、高效的曲线、曲面离散算法具有重要意义。 同时,由于在计算机图形学和几何造型中,物体常常用三角形网格模型来描述。随着测量设备精度的提高,由三维模型重构方法所得到的三角形网格模型通常由上万个、几十万个、甚至几百万个三角形面片组成,实际应用又需要实时动态的图形视觉效果,因而图形快速生成技术便成为许多实际应用(比如虚拟现实)的关键技术。如何降低绘制时间,除了利用图形硬件本身的功能外,再就是通过恰当地减少三角面数量以减少几何处理阶段的时间耗费,因此研究基于三角形的多面体模型的简化算法,使之根据精度要求,减少一些无关紧要的细节,从而提高绘制速度,也具有重要意义。 本文围绕曲面造型中NURBS曲线、曲面的离散及显示问题开展了一些的研究。 主要研究内容如下: ◇ NURBS曲线的分割原理、逼近误差的确定,在此基础上,提出了一种自适应的二叉树离散方法用于离散NURBS曲线。 ◇ NURBS曲面离散的原理与算法,包括曲面逼近精度的确定、公共边界一致性离散、内节点的生成、单元生成、NURBS曲面法矢量的计算;针对多张裁剪曲面边界一致性离散问题,提出了一种基于点对应的多张裁剪曲面边界一致性离散算法,采用了一种目前比较先进的基于局部优先的平面任意区域三角剖分算法完成参数域的网格剖分。 ◇ 基于边收缩的三角形网格简化算法和顶点拆分算法原理,在基于边收缩的三角形网格简化算法基础上提出了一种可以处理带内边界的网格简化方法,并且设计了建立多分辨率模型的具体过程。 利用Visual C++6.0和OpenGL等工具在windows2000操作系统的支持下,实现了曲线离散算法、曲面离散算法、网格简化算法,实验结果表明,算法达到了预计的设计效 浙江大学硕士学位论文 摘要 果。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.7

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 高斌;曲线曲面质量检测与修正方法研究[D];浙江大学;2006年
2 谭启蒙;基于视觉定位跟踪的大型机械部件数字化对接关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 徐明旭;金刚石车削光学自由曲面的加工仿真系统研究[D];吉林大学;2011年
2 牛强;基于STEP的三维运动仿真与数值模拟环境的研究与开发[D];山东大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董洪伟,周来水,周儒荣;一种曲面裁剪的快速新算法[J];工程图学学报;2000年02期
2 周建亮,唐荣锡;Nurbs曲面的自适应离散[J];工程图学学报;1994年02期
3 柏丙军,宋小文,高斌,孙伟宁,胡树根;基于IGES的三维图形浏览器[J];计算机工程与应用;2002年10期
4 高斌,宋小文,柏丙军,胡树根;一种新的Nurbs曲线的离散算法及应用[J];计算机工程与应用;2002年14期
5 高斌,宋小文,胡树根;一种多张裁减曲面的快速三角化算法[J];计算机工程与应用;2002年19期
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7 张慧,陈玉健,许承东,孙家广;一种基于局部优先的平面任意区域三角剖分算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年08期
8 梅中义,范玉青,胡世光;NURBS曲面的有限元网格三角剖分[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年04期
9 刘春太,杨晓东,陈静波,申长雨;任意平面域渐变三角形网格的自动划分[J];计算机辅助设计与图形学学报;1999年04期
10 陈洪亮,谭建荣;一种基于渐变物理属性的三角网格简化方法[J];计算机学报;2000年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴萍;光滑理想导体表面目标双站散射的可视化分析[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年02期
2 陶玉琴;陈素根;;基于曲率调节的二次T-B样条插值曲线[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年04期
3 陈素根;苏本跃;汪志华;;拟Hermite曲线/曲面及其应用[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2011年03期
4 李辉,丁其湄;以网格边界线为连续条件三维人体重构的实现[J];北京服装学院学报;2002年01期
5 胡晓丹,卢习林;VC和OpenGL的综合应用[J];北京服装学院学报;2002年02期
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7 姜延;王瑞;;虚拟服装缝制系统的设计与实现[J];北京服装学院学报(自然科学版);2010年01期
8 李亚旭;王朝晖;;基于三维点云数据的虚拟人台中间体模型的构建[J];北京服装学院学报(自然科学版);2011年03期
9 潘洋宇;李东波;杨辉;;曲面重构和均匀B样条小波分解研究[J];兵工学报;2007年03期
10 郭晓东;翟庆富;张卫青;张明德;孙秀文;;未知参数锥齿轮齿形测量方法[J];北京工业大学学报;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张洋;岳东杰;朱邦彦;;基于B样条曲面拟合的文物表面重建方法研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 李文斌;徐新平;;基于曲线的正切运动C轴的控制算法研究[A];第四届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2008年
4 李明峰;陈春晖;谈俊忠;;基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
5 蒋国兴;黄明吉;滕向阳;贾志新;;数控雕刻中交线加工刀具轨迹生成算法研究[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
6 潘荣江;孟祥旭;杨承磊;王锐;;旋转体的几何特征提取方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
7 张吉春;王金梅;;经纬仪测量系统数据处理的实现方法[A];吉林省测绘学会2008年学术年会论文集(下)[C];2008年
8 公晓莺;罗尧治;;面向空间结构自由曲面重建技术[A];第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2005年
9 罗尧治;岑培超;;贝壳类空间曲面实现方法[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
10 李娜;罗尧治;;自由曲面空间网格结构数字化建模方法研究[A];庆祝刘锡良教授八十华诞暨第八届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢威;一种细节特征保持的自适应交互式变形框架研究[D];南京大学;2010年
2 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
3 边柯柯;反求工程中复杂自由曲面协调设计及拓扑还原技术研究[D];浙江大学;2010年
4 耿玉磊;基于系列模板耦合的三维服装款式创意设计方法研究[D];浙江大学;2010年
5 史云飞;三维地籍空间数据模型及其关键技术研究[D];武汉大学;2009年
6 蒋丽君;基于颈部特征的衣领三维结构数字化技术研究[D];东华大学;2010年
7 章大勇;激光雷达/惯性组合导航系统的一致性与最优估计问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
8 杨超;虚拟战场中电磁环境三维建模与绘制方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 王超飞;黑斑侧褶蛙和中华大蟾蜍的特征、功能、力学特性及其仿生分析[D];吉林大学;2011年
10 康苏海;三维水动力数值模拟及可视化研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李新;逆向工程模型重构及工程应用若干问题的研究[D];南昌航空大学;2010年
2 白廷义;基于激光扫描数据的隧道曲面重建技术研究[D];山东科技大学;2010年
3 李平;基于逆向工程的液压元件设计、检测方法的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 木觉敏;压力舒适无缝内衣尺寸规格的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 李静芳;参数曲线曲面在服装CAD中的造型研究[D];浙江理工大学;2010年
6 石尖锋;数字服装边界提取与编辑研究[D];浙江理工大学;2010年
7 彭妍;基于NURBS的船体曲面交互式CAD研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 尹佳;柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 杨敬波;Laplacian坐标在三角网格变形中的应用研究[D];大连理工大学;2009年
10 余森楠;参数曲线曲面的曲率自适应实时插补技术研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪国俊,陆修然;汽车覆盖件曲线曲面的光顺性研究[J];安徽工学院学报;1997年02期
2 郭光荣;薛斌;陈娇;;高速高精度跟踪系统跟踪精度的动态误差法评价分析[J];兵工自动化;2007年03期
3 牛琳;陈建平;田毅;;三维坐标转换的公共点选择方法[J];北京测绘;2007年04期
4 梅中义;范玉青;;基于激光跟踪定位的部件对接柔性装配技术[J];北京航空航天大学学报;2009年01期
5 马永其,陈罕,李斯特;采用面向对象方法的有限元程序[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年03期
6 耿娜;邾继贵;劳达宝;叶声华;;基于刚体运动学的坐标系配准理论及算法[J];传感技术学报;2010年08期
7 于先文;王庆;;坐标转换精度的分布规律研究[J];地理信息世界;2009年04期
8 刘东明;郭际明;施展;严悦;;大角度三维基准转换及公共点的确定[J];测绘通报;2010年01期
9 许辉熙;;遥感影像融合方法的精度评价[J];测绘与空间地理信息;2009年06期
10 杨轶璐,徐心和;四元数在手术导航系统中的应用[J];东北大学学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张滋黎;基于视觉引导的大尺度空间坐标测量方法研究[D];天津大学;2010年
2 王青;流形上参数曲面的理论与方法[D];浙江大学;2003年
3 许桢英;动态测量系统误差溯源与精度损失诊断的理论与方法研究[D];合肥工业大学;2004年
4 吴剑;三维高精度光学定位技术及其临床应用[D];清华大学;2004年
5 宋超;非结构化自适应有限元网格生成的AFT方法[D];大连理工大学;2004年
6 张臣;数控铣削加工物理仿真关键技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 张学昌;基于点云数据的复杂型面数字化检测关键技术研究及其系统开发[D];上海交通大学;2006年
8 王保丰;航天器交会对接和月球车导航中视觉测量关键技术研究与应用[D];解放军信息工程大学;2007年
9 李根;基于测量数据的CAD造型若干关键技术研究[D];浙江大学;2008年
10 张旭;飞机大部件对接装配过程中的干涉检测技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张松;复杂曲面布点策略与误差评定方法研究[D];天津大学;2010年
2 刘定焜;曲线曲面光顺的理论研究与实现[D];西北工业大学;2001年
3 戴宁;基于实体布尔运算的数控车削仿真系统高级技术的研究与实现[D];南京航空航天大学;2003年
4 肖亚利;面向对象的实时软件开发方法研究[D];四川大学;2003年
5 毛明辉;数控仿真建模及实现技术研究[D];南京理工大学;2004年
6 温星;三角网格处理中若干算法研究及其应用[D];浙江大学;2004年
7 晏冬梅;三角网格曲面参数化技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 李晓惠;动态测量误差分解及溯源研究[D];合肥工业大学;2006年
9 朱清溢;彩色编码结构光三维测量的研究[D];四川大学;2006年
10 苗淑杰;光学非球面零件气囊抛光去除机理及试验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
【二级引证文献】
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1 蔡华辉;螺线和正交多项式在CAGD中的应用[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王怡然;基于STEP的异型螺杆数控加工关键技术研究[D];山东大学;2011年
2 任蕾;基于STEP标准的几何信息的提取和模型重建[D];吉林大学;2008年
3 徐元凡;基于STEP标准的自由曲线曲面插补技术研究[D];山东大学;2009年
4 李青武;光学自由曲面超精密加工Web平台开发[D];吉林大学;2012年
5 汪亚东;光学自由曲面超精密加工软件平台的开发[D];吉林大学;2012年
6 刘凯;基于STEP和OSG的交互式虚拟装配仿真系统[D];郑州大学;2012年
7 马善坤;基于B-rep的加工状态变换与切削仿真[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马翔,周儒荣;NURBS曲面求交及变半径过渡曲面生成[J];工程图学学报;1992年02期
2 马翔,罗俊奇,康宝生,周儒荣;一种trimmed NURBS曲面的裁剪方法[J];工程图学学报;1993年01期
3 陈洪亮;谭建荣;;过渡状态信息动态图形处理的研究[J];工程图学学报;1997年04期
4 周建亮,唐荣锡;Nurbs曲面的自适应离散[J];工程图学学报;1994年02期
5 张慧,陈玉健,许承东,孙家广;一种基于局部优先的平面任意区域三角剖分算法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2000年08期
6 王会成,牟欣,张利波;Trimmed曲面的三角剖分算法研究[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年03期
7 梅中义,范玉青,胡世光;NURBS曲面的有限元网格三角剖分[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年04期
8 宁涛,马德昌,王亚平,唐荣锡;平面向量场与曲率分析在曲面求交中的应用[J];计算机学报;1997年12期
9 马小虎,潘志庚,石教英;基于三角形移去准则的多面体模型简化方法[J];计算机学报;1998年06期
10 季敏雯,杨长贵,孙家广;Trimmed NURBS曲面参数域的快速三角化算法[J];计算机学报;1996年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕国刚;谌永祥;李永桥;;基于OpenGL的NURBS曲线曲面造型的可视化设计[J];机械工程与自动化;2007年01期
2 魏胜利;常国权;;NURBS曲线曲面插补算法基于S12的测试[J];电脑知识与技术;2010年09期
3 刘壮,张乐年;曲面造型技术综述[J];计算机辅助设计与制造;1997年06期
4 覃廉;关履泰;;有理曲线曲面的降阶逼近[J];中国图象图形学报;2006年08期
5 李爱民;方宗德;;NURBS曲线曲面的多分辨率几何建模[J];计算机辅助设计与图形学学报;2010年08期
6 何勇,林焰;基于OpenGL实现NURBS船体曲面造型[J];计算机辅助工程;2003年03期
7 王玉慧,肖立峰;平面三次有理B样条曲线的奇异性[J];计算机应用;2000年S1期
8 罗祥云;权因子对NURBS形状曲线影响的研究[J];机械工程师;2005年07期
9 曹新疆;王树青;陈华;;基于OpenGL的B样条曲线的分类及实现[J];聊城大学学报(自然科学版);2006年02期
10 张楠;王晏民;;基于点云数据NURBS曲面重构技术探究[J];北京建筑工程学院学报;2009年01期
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1 李陶深;高一佳;;一种基于控制点差分数据的NURBS曲线曲面数据优化压缩方法[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2010年
2 唐培;耿安兵;熊涛;杨长城;;基于NURBS的光学自由曲面设计[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 李敏;陈跃飞;金山;张弛;陈如山;;基于NURBS建模的结合ACA的高阶矩量法[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
4 徐乐;史小卫;王青;;基于NURBS建模技术的Z-Buffer消隐技术研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
5 乔志峰;王太勇;胡淼;;具有自适应精度控制功能的五轴NURBS插补方法研究[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
6 马晓永;吴文华;范召林;;基于NURBS的机翼自由变形方法[A];四川省力学学会2010年学术大会论文集[C];2010年
7 余武志;胡鹏浩;赵前程;;螺杆转子的NURBS建模[A];第十九届测控、计量、仪器仪表学术年会(MCMI'2009)论文集[C];2009年
8 张海军;郭雪岩;;基于NURBS和梯度法的飞艇形状优化[A];2011年中国浮空器大会论文集[C];2011年
9 乐英;;NURBS曲线数控加工中双圆弧逼近算法的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 肖雅彬;岳连捷;张新宇;;利用NURBS中心锥消除马赫盘的内转式进气道设计方法[A];第四届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 杨东;让家动起来[N];中国商报;2000年
2 李会群;看图学用Nurbs建立产品模型[N];电脑报;2001年
3 山东 realrocking;《射雕英雄传》中雕的特技[N];电脑报;2003年
4 邱朱胜;女人痴心的爱恋[N];中国电脑教育报;2004年
5 ;快乐电脑引领时尚[N];中国计算机报;2002年
6 Daniel;3DMAX凹凸材质制作技巧[N];电脑报;2001年
7 谭淑敏;三维应用程序中的坐标贴图[N];中国电脑教育报;2004年
8 北京航空航天大学虚拟现实新技术教育部重点实验室 田雪松 崔鹏 郝爱民;“真实”的“虚幻”[N];计算机世界;2004年
9 本报记者 兰海侠;依托技术优势 303所演义自主创新战略[N];机电商报;2007年
10 ;数字语言逼近真实世界[N];科技日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁浩波;基于NURBS建模的高阶矩量法[D];西安电子科技大学;2009年
2 周联;曲线曲面造型中的三类几何逼近[D];浙江大学;2010年
3 杨志高;基于Nurbs曲面的地下三维数据模型研究[D];中南大学;2012年
4 徐乐;基于NURBS技术的电大复杂目标RCS预估技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
5 任叶庆;几何设计与计算中曲线曲面的表示及形状调整方法研究[D];中南大学;2011年
6 梁锡坤;B样条类曲线曲面理论及其应用研究[D];合肥工业大学;2003年
7 杨旭静;自由曲面高性能数控加工刀具路径技术研究[D];湖南大学;2006年
8 沈洪垚;自适应NURBS曲线插补关键技术及实现研究[D];浙江大学;2010年
9 乐英;基于NURBS曲面的汽轮机叶片重构及插补算法的应用研究[D];华北电力大学;2011年
10 王青;流形上参数曲面的理论与方法[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高斌;曲面造型中NURBS曲面曲线离散及显示算法的研究与实现[D];浙江大学;2002年
2 李亚利;基于NURBS的牙齿三维重建算法研究[D];西安理工大学;2005年
3 石迎利;基于调整参数化的NURBS曲线光顺[D];合肥工业大学;2010年
4 刘军强;基于特征表面的逆向工程中曲面重构技术研究[D];西安理工大学;2004年
5 易慧敏;面向STEP-NC的NURBS曲面加工刀具轨迹算法的研究[D];广东工业大学;2011年
6 张春政;反求NURBS曲线及其插补算法与速度控制研究[D];兰州理工大学;2010年
7 李建伟;NURBS曲线插补实时前瞻控制方法的研究[D];中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所);2010年
8 范宜艳;基于NURBS的自由曲面重构技术研究及开发[D];天津大学;2004年
9 潘瑛;人工智能算法在NURBS曲线降阶方面的若干研究[D];合肥工业大学;2010年
10 王佳;NURBS曲线的自适应插补技术研究[D];兰州理工大学;2010年
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