[發(fā)明專利]基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法及其裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810040612.8
• 申請(qǐng)日: 2008-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101320486A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧永明;宦紅倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 永凱軟件技術(shù)（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/20
• 分類號(hào): G06T17/20;G06T17/40
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 王敏杰

1.基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于它包括如下步驟：

①客戶端輸入曲面體的線框模型；

②服務(wù)器端根據(jù)輸入的線框模型，利用相鄰接的兩條空間直線邊的三個(gè)端點(diǎn)生成空間平面，再利用曲線上的三點(diǎn)生成空間二次曲線邊的支撐平面并加入表面表，并利用相鄰空間邊以及模式識(shí)別的方法生成空間自然曲面；

③服務(wù)器端對(duì)相交曲面求交線，生成高次曲線邊；

④服務(wù)器端將前述空間邊無(wú)向分開(kāi)為兩條方向相反的有向邊，計(jì)算每條有向邊與其前向鄰邊的夾角，得到每條有向邊的極左鄰邊；

⑤服務(wù)器端對(duì)表面進(jìn)行劃分，遍歷每個(gè)表面，對(duì)表面上的有向邊遞歸查找極左鄰邊形成一條有向路徑，當(dāng)路徑的終點(diǎn)與起始有向邊的起點(diǎn)重合時(shí)，刪除橋邊或直接從路徑中提取封閉的面環(huán)，并將最終所形成的面環(huán)添加到面環(huán)表；

⑥服務(wù)器端判斷每個(gè)表面上的每個(gè)面環(huán)的方向，即根據(jù)面環(huán)所在多邊形的凸凹性質(zhì)或包含不同空間邊而采用相應(yīng)策略確定面環(huán)是順時(shí)針還是逆時(shí)針?lè)较颍?/p>

⑦服務(wù)器端根據(jù)每個(gè)表面上的面環(huán)的方向和大小，判斷同一表面上不同面環(huán)間的位置關(guān)系，得到面環(huán)關(guān)系表；

⑧服務(wù)器端根據(jù)同一表面上不同面環(huán)的位置關(guān)系，確定面環(huán)與面環(huán)之間是否生成面片，得到空間面片表；

⑨服務(wù)器端對(duì)所有面片進(jìn)行處理，按照通過(guò)有向邊查找鄰面的方法從所有面片中提取若干封閉面序列，即面片的集合，將這些封閉面序列組合起來(lái)，刪除冗余的面片，最終得到目標(biāo)形體的三維邊界表示模型。

2.如權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，是基于以下裝置實(shí)現(xiàn)的，其特征在于：包括進(jìn)行輸入曲面線框文件的客戶端、對(duì)線框文件進(jìn)行三維邊界表示曲面體線框模型重建的服務(wù)器和將線框文件從客戶端輸送到服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)總線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：步驟①中所述的線框模型，包括空間頂點(diǎn)表和空間邊表以及其關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：步驟②中所述利用相鄰空間邊以及模式識(shí)別的方法生成空間自然曲面，包括：a.服務(wù)器檢測(cè)相鄰的且不在同一平面上的直線邊和曲線邊生成相應(yīng)的曲面或b.服務(wù)器檢測(cè)相鄰的且不在同一平面上的兩條圓弧或兩個(gè)整圓生成相應(yīng)的曲面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：所述步驟③中的相交曲面，是通過(guò)服務(wù)器端檢測(cè)是否有空間頂點(diǎn)同時(shí)落在兩個(gè)曲面上判別兩個(gè)曲面是否相交的：有相交點(diǎn)為相交曲面；否則，為不相交曲面。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：所述步驟③中的生成高次曲線邊，是將交線作劃分從而生成高次曲線邊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：所述步驟④中計(jì)算每條有向邊的極左鄰邊的夾角，是通過(guò)表面法矢和右手螺旋法則來(lái)計(jì)算的。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：所述步驟⑥中服務(wù)器端對(duì)每個(gè)表面上的每個(gè)面環(huán)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)面環(huán)所在多邊形的不同類型采用相應(yīng)策略判斷面環(huán)在與法矢滿足右手螺旋法則的情況下為順時(shí)針還是逆時(shí)針，具體是通過(guò)以下步驟完成的：檢測(cè)每個(gè)表面上的每個(gè)面環(huán)，若該面環(huán)含有有向曲線邊，則將曲線邊用有向直線段逼近，逼近的方法是根據(jù)曲線段的曲率求取一定次數(shù)的肩點(diǎn)，然后用有序的輪廓點(diǎn)與肩點(diǎn)、肩點(diǎn)與肩點(diǎn)之間的有向線段逼近曲線邊；若面環(huán)為凹多邊形，則對(duì)多邊形進(jìn)行三角剖分，根據(jù)面環(huán)中的有向邊對(duì)剖分后的三角形頂點(diǎn)排序，從而得到有向三角形；經(jīng)過(guò)上述處理之后，計(jì)算凸多邊形的兩相鄰邊或者三角剖分后有向三角形的兩相鄰邊的矢量叉積，并將叉積結(jié)果與法矢做矢量點(diǎn)積運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果是否大于0，判斷面環(huán)方向在與表面法矢滿足右手螺旋法則條件下為順時(shí)針或逆時(shí)針。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線框的曲面體三維邊界表示模型重建方法，其特征在于：所述步驟中⑦服務(wù)器端同一表面上不同面環(huán)的位置關(guān)系，是根據(jù)表面上面環(huán)方向或面環(huán)上的點(diǎn)是否位于另一個(gè)面環(huán)內(nèi)來(lái)判斷所有面環(huán)之間的位置關(guān)系。