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基于空间散乱点的复杂曲面建模与可视化研究

闫长青  
【摘要】:曲面重建技术在曲面测量造型与可视化等领域有着广泛的应用背景。基于散乱点集的曲面重建作为最具普遍性的曲面重建问题,无论在理论上还是在应用上都具有非常重要的意义。 本文首先对散乱点曲面重建的应用价值及解决曲面重建问题的几种相关技术,即三角剖分与曲面分割、科学计算可视化等重建技术等作了简要介绍。并提出了本文付诸研究并取得进展的若干问题。 然后介绍了曲面三角剖分、Delaunay三角剖分及约束三角剖分等曲面剖分技术,并分析了曲面重建的现状,对曲面重建技术做了简单分类,然后对一些国内外散乱点曲面重建的经典算法做了介绍,并进行了分析、归纳与对比。 再次讨论了散乱点曲面重建的关键,并在此基础上提出了基于聚类分析的散乱点曲面重建方法。对所用到的主成分分析技术、聚类分析技术、凸壳技术等做了详细的介绍,并在此基础上详细阐述了自己的算法,提出了一种新的边界缝合技术,较好的解决了散乱点曲面重建问题。 然后又介绍了OpenGL的功能、特点及鼠标跟踪球算法,并介绍了怎样利用OpenGL编程实现三维模型可视化,并实现三维模型的显示变换。最后给出了利用OpenGL实现的模型绘制效果图。 最后对本文的研究工作进行了总结,并对曲面重建领域的发展前景及下一步努力的方向进行了展望。


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