收藏本站
《西北大学》 2001年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于CT数据的三维曲面造型及应用

杨扬  
【摘要】: 曲面造型(Surface Modeling)是计算机辅助几何设计(Computer Aided Geometric Design,CAGD)和计算机图形学(Computer Graphics)的一项重要内容,主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。在航空,汽车等CAGD传统工业,B样条曲面造型由于其优良的局部性质及灵活的形状控制方式,得到越来越广泛的应用。而在本文中涉及的医学可视化领域,这一方法被用于描述人面貌及颅骨的三维造型及相关处理,并已在国家九五攻关项目《计算机颅骨面貌复原系统》中得到了应用,取得很好的效果。 在第一章中,着重介绍了曲面造型发展的历史与现状,法医学中面貌复原的原理。为了更好的理解曲面造型,介绍了曲线与曲面的参数表示及曲线与曲面论的一些基本公式,这些是曲面造型的理论基础。介绍了我们所采用的一些曲面分析方法,包括曲面的曲率分析和曲面深度分析,并应用于颅骨面貌复原项目中的曲面造型。 在第二章中,介绍了B样条曲线曲面的定义及基本算法--求曲线曲面点的德布尔算法;基于CT数据的曲面重构,讨论了重构过程中所应用到的基本算法(如节点插入及消去算法、曲线的反算方法等),并介绍了曲面重构中常用的蒙皮法。 第三章讨论了基于CT数据的曲面重构方法,利用样条曲线与射线的求交算法对截面曲线进行重新采样,并反算曲面控制点阵;在其后的显示过程中,利用OpenGL实现曲面的真实感显示,包括颜色、光照的变化等。为了改进颅骨及皮肤曲面的三维显示效果,采用了融合及反走样等技术。本章还介绍了用于CT曲面重构的数据类型,及人体学所定义的法兰克夫坐标系等问题。讨论了颅骨面貌曲面的渐变,曲面的多密度显示等技术,论证了样条曲面在颅骨面貌曲面重构中的优越性。 第四章中,针对于三维颅骨面貌复原曲面所出现的局部的不光顺现象,从曲面光顺的角度,采取了自动光顺与交互光顺相结合的方法解决这一问题。在自动光顺方法中,利用曲率分析及深度分析自动寻找“坏点”并采用纬向曲线重生成的方法予以修正;结合图像处理的内容,引入了基于图像平滑的交互式曲面光顺方法,取得了满意的效果。最后,引入了曲线曲面的多分辨率表示及利用样条小波进行曲线曲面光顺的方法。 第五章,针对颅骨复原曲面,着重讨论了曲面的三维编辑手法,包括曲面的区域异常处理、镜像编辑、曲面拖动等问题,并给出了相应图例。其中曲面拖动问题包括了离散曲面与连续曲面两种造型的拖动方法。最后结合复原曲面的编辑,讨论了曲面编辑中常用的FFD自由变形方法。 本文的特色在于,结合颅骨面貌复原系统,同时又保持三维曲面造型的独立性,围绕CT数据的处理,提出并研究了曲面重构,曲面光顺及三维曲面编辑的的一些新的方法,并将其应用于九五项目,经验证效果良好,具有很高的实用价值。本文的程序插图均在WINDOW NT 4.0,VISUAL C++ 6.0平台下开发完成。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP391.4

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王洪涛,张军,彭国华;一种基于图像的曲面光顺算法[J];计算机工程与应用;2004年31期
2 ;三维曲面造型部分获奖软件介绍[J];计算机辅助设计与制造;1995年07期
3 王艳萍,胡金星;基于Pro/E软件的产品三维曲面造型设计方法[J];机械工人.冷加工;2002年09期
4 张军,彭国华,戴霞;基于图像的曲面光顺算法[J];工程图学学报;2005年01期
5 尹亚楠;袁清华;;车身逆向过程应用中的曲面光顺[J];科技信息(学术研究);2007年07期
6 谭伟涛;;车身逆向过程应用中的曲面光顺[J];科学大众(科学教育);2010年09期
7 种永民,李原,杨海成;曲面能量光顺算法及其在测量造型技术中的应用[J];西北工业大学学报;1998年03期
8 彭芳瑜,周云飞,周济;基于能量法的曲面节点整体插入算法[J];华中理工大学学报;2000年04期
9 杨长春,倪彤光;一种高效的混合曲面光顺算法[J];计算机应用;2005年11期
10 吴维勇;;第二代小波在计算机图形学中的应用[J];九江学院学报(自然科学版);2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭国华;高光涛;;Bernstein-Bézier曲面的光顺方法[A];中国科学技术协会首届青年学术年会论文集(工科分册·上册)[C];1992年
2 刘建新;徐宗俊;张珲;郭钢;;汽车覆盖件模具曲面重建技术研究[A];重庆汽车摩托车、焊接、涂装学术研讨会文集[C];2000年
3 王波;张东驰;;数字化环境下的内饰造型设计——汽车内饰曲面建模方法研究[A];Proceedings of the 2007 International Conference on Industrial Design(Volume 1/2)[C];2007年
4 王军;苏铁熊;蔚敬斌;张俊跃;;压气机叶轮反求工程研究[A];第十五届全国大功率柴油机学术会议论文集[C];2007年
5 范峰;支旭东;沈世钊;;黑龙江省国际会议展览体育中心3号工程大跨钢结构设计[A];第十届空间结构学术会议论文集[C];2002年
6 荣焕宗;王栋;;数字化船型设计方法[A];2007年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2007年
7 江倩殷;刘忠途;李熙莹;;一种有效的点云精简算法[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
8 陈小燕;黄海川;肖勇;陈建;;可调桨三维曲面造型和加工研究[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年
9 高珊珊;张彩明;;基于散乱数据点多项式插值光顺曲面的构造[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
10 齐从谦;陈亚洲;甘屹;崔琼瑶;;逆向工程中复杂曲面数字化重构关键技术的研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王侃昌;基于B样条的自由曲线曲面光顺研究[D];西北农林科技大学;2004年
2 贾明;反求工程CAD混合建模理论与方法研究[D];浙江大学;2003年
3 神会存;高质量工程曲面的重建与曲面品质检查分析[D];南京航空航天大学;2005年
4 仵大伟;船体曲面表达与三维船舶设计研究[D];大连理工大学;2002年
5 李奇敏;小波技术在反求工程中的若干应用[D];浙江大学;2006年
6 马铁利;汽车车身光顺曲面模型创建与评价方法研究[D];吉林大学;2004年
7 高斌;曲线曲面质量检测与修正方法研究[D];浙江大学;2006年
8 孟凡文;面向光栅投影的点云预处理与曲面重构技术研究[D];南昌大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨扬;基于CT数据的三维曲面造型及应用[D];西北大学;2001年
2 吴福鸣;基于双正交非均匀B样条小波的曲面光顺[D];福建师范大学;2010年
3 姚文东;基于NURBS的船体型线建模[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 倪彤光;三角形网格快速曲面重建及光顺技术的研究[D];江南大学;2005年
5 刘舸;面向有限元技术的曲线曲面光顺及优化计算[D];西南交通大学;2002年
6 汪东;防火犁犁体曲面参数化设计研究[D];南京林业大学;2006年
7 毛书欣;基于缺陷曲面的CAD数据修复[D];吉林大学;2004年
8 刘慧;汽车车身正、逆向混合设计技术研究[D];扬州大学;2009年
9 张欣宇;基于逆向工程的汽车外形设计方法的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
10 李小伟;逆向工程关键技术的研究[D];合肥工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026