[發(fā)明專利]一種高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010900806.1
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112070895A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝家輝;任重
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建MC算法判例中各三角形的等價邊緣。

(2)輸入某個三維模型的體素數(shù)據(jù)，并可以給定一個等值面值。

(3)將體素數(shù)據(jù)均勻劃分為單個的立方體單元格，根據(jù)單元格頂點(diǎn)處的值與等值面值之間的大小關(guān)系可以為每個單元格頂點(diǎn)標(biāo)記正負(fù)號。

(4)根據(jù)步驟(3)標(biāo)記的正負(fù)單元格頂點(diǎn)，可以通過與MC算法中的判例進(jìn)行對比確定當(dāng)前單元格所屬的判例。

(5)確定判例后，按照MC算法的頂點(diǎn)索引規(guī)則生成索引，通過索引查詢MC算法中的活動邊表，獲得等值面與當(dāng)前立方體單元格相交的邊的集合，根據(jù)步驟(1)得到當(dāng)前單元格中各三角形的等價邊緣；

(6)評價三角形對應(yīng)的等價邊緣的質(zhì)量表現(xiàn)；

(7)利用網(wǎng)格重分技術(shù)中的連接性修改方法，消除質(zhì)量表現(xiàn)最差的等價邊緣；

(8)針對步驟(7)無法消除的最差等價邊緣，通過增加三角形頂點(diǎn)提高三角形等價邊緣質(zhì)量；

(9)移動活動邊使其更加垂直于等值面以提高三角形等價邊緣質(zhì)量；

(10)選取下一個立方體單元格重復(fù)步驟(4)～(10)，直至步驟(3)劃分的全部立方體單元格遍歷完成；

(11)將所有立方體單元格拼接起來，且各個相鄰立方體單元格邊上的三角形頂點(diǎn)重合；

(12)將立方體單元格邊上的不少于6個三角形共享的三角形頂點(diǎn)向該邊的中點(diǎn)移動，得到最終的網(wǎng)格輸出。

2.如權(quán)利要求1所述高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，所述步驟(1)包括以下子步驟：

(1.1)將MC算法單個判例中的三角剖分組合拆分為單個三角形；

(1.2)三角形頂點(diǎn)所在邊的分布情況共有8種，每一種分布情況構(gòu)成一組等價邊緣。

3.如權(quán)利要求2所述高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，所述步驟(6)包括以下子步驟：

(6.1)將三角形內(nèi)切圓和外接圓的半徑之比作為質(zhì)量評價指標(biāo)，繪制質(zhì)量分布圖；

(6.2)根據(jù)質(zhì)量分布圖，將可以達(dá)到質(zhì)量上限但不會達(dá)到質(zhì)量下限的等價邊緣評價為表現(xiàn)優(yōu)秀；可以達(dá)到質(zhì)量上限也會達(dá)到質(zhì)量下限的等價邊緣評價為表現(xiàn)良好；不能達(dá)到質(zhì)量上限但會達(dá)到質(zhì)量下限的等價邊緣評價為表現(xiàn)最差。

4.如權(quán)利要求3所述高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，所述步驟(8)包括以下子步驟：

(8.1)找到當(dāng)前立方體單元格內(nèi)最長的一條三角形的邊；

(8.2)在步驟(8.1)找到的最長邊的中點(diǎn)處插入一個新的頂點(diǎn)，再將其他各個三角形頂點(diǎn)分別連接至該新插入的頂點(diǎn)。

5.如權(quán)利要求4所述高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，所述步驟(9)包括以下子步驟：

(9.1)確定立方體單元格每條活動邊的兩個端點(diǎn)到等值面的梯度方向及梯度方向的垂直方向；

(9.2)以活動邊的一個端點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著其到等值面的梯度方向的垂直方向作延長線，并以活動邊另一個端點(diǎn)為起點(diǎn)，沿著其到等值面的梯度方向作延長線，求兩延長線的交點(diǎn)；同理，交換兩端點(diǎn)并作延長線獲得另一個交點(diǎn)；兩個交點(diǎn)與兩個端點(diǎn)形成一個四邊形，取四邊形中與梯度方向平行的兩條邊的中點(diǎn)作為新的活動邊的端點(diǎn)。

6.如權(quán)利要求1所述高質(zhì)量的實(shí)時等值面網(wǎng)絡(luò)生成方法，其特征在于，所述步驟(12)中，采用gain函數(shù)調(diào)制位移距離。