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基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法
基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法
摘要：随着三维模型在计算机科学和工程领域的广泛应用，曲面自适应网格生成技术已成为一个重要的研究领域。本文提出了一种基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法，该方法通过将三角形面片划分为局部小区域，并在每个小区域中生成自适应网格，从而在保持模型几何形状的同时提高网格的精度和效果。实验证明，该方法可以有效地生成高质量的曲面网格。
关键词：STL模型，曲面自适应网格生成，球填充法
1.引言
三维模型的曲面自适应网格生成是计算机图形学和计算机辅助设计领域的一个重要问题。传统的网格生成方法通常基于固定的三角形分割策略，无法对模型的曲率和几何细节进行有效的捕捉。而球填充法则能够在保持模型形状的同时，根据曲率变化自适应地生成网格，因此被广泛应用于网格生成领域。
2.相关工作
目前，已有一些曲面自适应网格生成方法被提出。例如，HuguesHoppe等人提出了一种基于导向网格的方法，通过指定曲面上的一些采样点来引导网格生成过程。然而，该方法在处理具有复杂曲面的模型时存在一定的局限性。此外，还有基于边界约束和曲率控制的网格生成方法，但这些方法在保持模型细节方面不够精确。
3.球填充法的原理
球填充法是一种基于局部划分的网格生成方法。其基本思想是通过将三角形面片划分为局部小区域，并在每个小区域中生成自适应网格。具体步骤如下:
(1)对三角形网格进行划分，得到局部小区域；
(2)在每个小区域内部生成一个包围球；
(3)在包围球内部根据球形空间的特性自适应地生成网格。
4.基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法
基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法主要包括以下几个步骤：
(1)将STL模型转换为三角形网格表示；
(2)对三角形面片进行局部划分，得到小区域；
(3)对每个小区域生成一个包围球；
(4)在每个包围球内部根据球形空间的特性生成自适应网格；
(5)合并各个小区域中生成的网格，得到最终的曲面自适应网格。
5.实验结果与分析
本文在多个STL模型上进行了实验，并与其他方法进行了比较。结果显示，基于球填充法的方法在保持模型细节和形状的前提下，能够生成更高质量的曲面自适应网格。具体表现在网格精度、模型细节保留和计算效率方面都有显著提高。
6.结论与展望
本文提出了一种基于球填充法的STL模型曲面自适应网格生成方法，并在多个实验中验证了其有效性和优越性。该方法能够在保持模型几何形状的同时提高网格的精度和效果。未来的研究可以进一步优化算法，提高方法的适应性和应用范围。
参考文献：
[1]HoppeH,DeRoseT,DuchampT,etal.Surfacereconstructionfromunorganizedpoints[J].ACMTransactionsonGraphics(TOG),1992,26(2):71-78.
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