[發明專利]一種數字牙網格模型的孔洞修補方法

有效

• 申請號: 201210133915.0
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102708591A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 邱妮娜;杜中義;金小剛
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種數字牙網格模型的孔洞修補方法，其特征在于，包括步驟：

(1)輸入數字牙網格模型，自動搜索數字牙網格模型的邊界并顯示該邊界的所有頂點；

(2)交互選取上述頂點內屬于孔洞邊界的頂點作為孔洞邊界的起止頂點，基于所述的起止頂點構造封閉的孔洞邊界；

(3)采用向前波推進算法對所述的封閉的孔洞邊界內的封閉區域進行三角網格填充，并自動生成網格拓撲，生成封閉區域的網格曲面，得到經孔洞修補的數字牙網格模型；

(4)采用最小二乘網格算法優化上述封閉區域及原始牙網格模型邊界附近的網格曲面，得到優化后的經孔洞修補的數字牙網格模型。

2.如權利要求1所述的數字牙網格模型的孔洞修補方法，其特征在于，步驟(1)中，所述自動搜索數字牙網格模型的邊界，包括步驟：

(1.1)尋找牙網格模型邊界上的一個種子頂點：尋找的判定準則如下：

通過檢查輸入的數字牙網格模型中的所有頂點，查找環繞頂點的相鄰三角形的數目與鄰邊數目，將查找到的第一個相鄰三角形數目與鄰邊數目不等的頂點作為牙網格模型邊界的種子頂點；

(1.2)使用上述判定準則從上述種子頂點出發對數字牙網格模型頂點作廣度優先遍歷，將符合上述判定準則的頂點作為牙網格模型邊界的頂點，直到所述牙網格模型邊界的頂點形成一條閉合的回路，該閉合的回路即為搜索得到的數字牙網格模型的邊界。

3.如權利要求1所述的數字牙網格模型的孔洞修補方法，其特征在于，所述的步驟(2)，進一步包括步驟：

(2.1)用鼠標交互地選擇兩個原網格邊界頂點內屬于孔洞邊界的頂點作為孔洞邊界的起止頂點；

(2.2)以原始網格邊界的網格距離平均值為長度離散上述起止頂點之間的連線，離散后的連線與原始網格模型部分邊界的頂點構成一個封閉的孔洞邊界。

4.如權利要求1所述的數字牙網格模型的孔洞修補方法，其特征在于，步驟(3)中，所述的采用向前波推進算法對所述的封閉的孔洞邊界內的封閉區域進行三角網格填充，以及自動生成網格拓撲并生成封閉區域的網格曲面，包括步驟：

(3.1)計算封閉孔洞邊界各個頂點的第一相鄰邊以及第二相鄰邊之間的夾角；其中，所述的第一相鄰邊為上述頂點與順時針的第一后繼頂點之間的連線，所述的第二相鄰邊為上述頂點與逆時針的第二后繼頂點之間的連線；

(3.2)選擇上述夾角最小的頂點作為目標頂點，在所述目標頂點第一相鄰邊以及第二相鄰邊之間的平面內生成新的頂點和/或三角形；

(3.3)檢測封閉孔洞新的頂點與其他每個封閉孔洞的各個頂點的距離關系；

(3.4)設定距離關系的最小距離值min?dis；

當存在新的頂點與某一頂點的距離小于最小距離值min?dis，則對新的頂點與該頂點進行合并；

(3.5)更新所有頂點的夾角值；

(3.6)重復步驟(3.1)～(3.5)，直到孔洞邊界的頂點數目為零。

5.如權利要求4所述的數字牙網格模型的孔洞修補方法，其特征在于，步驟(3.2)中，所述的在目標頂點第一相鄰邊以及第二相鄰邊之間的平面內生成新的頂點和/或三角形，包括如下步驟：

(3.2.1)如果目標頂點的夾角值小于75°，直接連接第一后繼頂點與第二后繼頂點，構成一個新的三角形；

(3.2.2)如果目標頂點的夾角值大于等于75°且小于135°，則在目標頂點及其后繼頂點所在平面上生成一個新的頂點，所述的新的頂點在所述目標頂點的夾角的平分錢上，將所述新的頂點分別與目標頂點、第一后繼頂點、第二后繼頂點相連，構成兩個新的三角形；

(3.2.3)如果目標頂點的夾角值大于等于135°，則在目標頂點及其后繼頂點所在平面上生成兩個新的頂點，所述的兩個新的頂點分別在所述目標頂點夾角的兩條三分之一平分線上，將所述兩個新的頂點分別與目標頂點、第一后繼頂點、第二后繼頂點相連，構成三個新的三角形。