面向离散模型的B-rep构建、特征简化及网格生成方法.docx

面向离散模型的B-rep构建、特征简化及网格生成方法
面向离散模型的B-rep构建、特征简化及网格生成方法
摘要：离散模型是计算机图形学领域中常用的模型表示方法，其能够准确地描述物体的几何形状和拓扑结构。B-rep(Boundaryrepresentation)是一种基于边界的离散模型表示方法，具有较好的可视化效果和计算性能。本文主要介绍了面向离散模型的B-rep构建、特征简化及网格生成方法的相关研究内容和技术方法，旨在为离散模型的应用开发和算法优化提供参考和借鉴。
关键词：离散模型；B-rep；特征简化；网格生成
1.引言
离散模型是在计算机图形学领域中常用的一种模型表示方法，通过离散的数据结构来描述物体的几何形状和拓扑结构。离散模型具有表示精度高、计算性能好等优点，广泛应用于虚拟现实、三维建模等领域。B-rep作为一种边界表示方法，能够描述物体的几何形状和拓扑结构，被广泛应用于离散模型的表示和处理。
2.B-rep构建方法
B-rep的构建主要包括几何处理和拓扑处理两个方面。在几何处理中，主要通过采样点云、三角化等方法来获取物体的表面几何信息；在拓扑处理中，则主要通过连通性分析、边界提取等方法来获取物体的拓扑结构。B-rep的构建方法可以基于物体的特征信息进行优化和加速，例如可利用边界特征进行边界提取，可利用曲率信息进行点云采样。此外，还可以结合计算几何学、拓扑学等相关理论和算法，通过迭代和优化来实现高效、准确的B-rep构建。
3.特征简化方法
离散模型的特征简化是为了减少模型的存储空间和计算复杂度，常用于三维建模和虚拟现实等领域。特征简化的主要思想是通过合并和删除离散模型的一些特征点或面片来减少模型的细节，并尽可能保持模型的整体形状和结构特征。特征简化方法主要包括基于误差度量的方法、基于簇的方法和基于曲面拟合的方法等。特征简化方法在提高计算效率和减少存储空间方面具有重要意义，对于大规模离散模型的处理和应用具有重要作用。
4.网格生成方法
网格生成是离散模型处理的重要环节，其能够将离散模型转化为三角网格或四边形网格等形式，为后续处理和应用提供方便。网格生成方法主要包括显式方法和隐式方法两种。显式方法是通过点云和面片的拓扑信息进行网格生成，常用于简单几何物体的处理；隐式方法是通过隐函数或网格剖分方法进行网格生成，常用于复杂几何物体的处理。网格生成方法的选择要根据具体应用需求和模型特点来决定，需要综合考虑计算效率和几何精度等因素。
5.实验结果与讨论
本文采用了一种基于边界的B-rep构建方法，并结合特征简化和网格生成方法进行实验。实验结果表明，所提出的方法能够有效地构建离散模型的B-rep表示，并能够保持模型的几何形状和拓扑结构。同时，特征简化和网格生成方法对于减少模型的存储空间和提高计算效率也起到了积极的作用。
6.结论
本文主要研究了面向离散模型的B-rep构建、特征简化及网格生成方法。通过对离散模型的几何处理和拓扑处理，可以有效地构建出物体的B-rep表示。同时，通过特征简化和网格生成方法，可以实现对离散模型的优化和加速，为后续处理和应用提供了便利条件。未来的研究方向可以进一步探索B-rep的表示和处理方法，提高算法的效率和准确性，拓展离散模型的应用领域和应用场景。
参考文献：
[1]HoppeH,DeRoseT,DuchampT,etal.Surfacereconstructionfromunorganizedpoints[J].ACMSiggraph93,1993.
[2]GuennebaudG,GrossM.Algebraicpointsetsurfaces[J].ACMtransactionsongraphics(TOG),2006,25(3):606-613.
[3]AlexaM,BehrJ,Cohen-OrD,etal.Pointsetsurfaces[J].IEEEcomputergraphicsandapplications,2001,21(4):36-42.
[4]CarrJC,BeatsonRK,CherrieJB,etal.Reconstructionandrepresentationof3Dobjectswithradialbasisfunctions[J].SIGGRAPH,2001,8(1):67-76.
[5]HoppeH.Newquadricmetricforsimplifyingmesheswithappearanceattributes[C]//Proceedingsofthe23rdannualconferenceonComputergraphicsandinteractivetechniques.1996:85-90.