基于Voxel的數(shù)字材料模型建模技術(shù)研究.pdf

1、從70年代至今,產(chǎn)品設(shè)計建模技術(shù)經(jīng)歷了從線框模型、曲面模型和實(shí)體模型的幾何建模技術(shù)到特征造型技術(shù)的發(fā)展,已將特征作為構(gòu)成產(chǎn)品信息的結(jié)構(gòu)單元,并可分為設(shè)計特征、制造特征、性能特征等,向著產(chǎn)品信息的全面數(shù)字化邁出了可喜的一步.但是迄今為止,計算機(jī)輔助設(shè)計與制造技術(shù)還沒有突破傳統(tǒng)CAD設(shè)計系統(tǒng)的局限,只能利用數(shù)字化方法來描述零件的表面信息,還難以描述零件的內(nèi)部材料信息,僅限于均質(zhì)材料零件的表述.本文分析了Voxel模型的優(yōu)點(diǎn),提出了用Voxe

2、l模型描述零件的三維形體結(jié)構(gòu)并作為材料信息的載體,選取零件的點(diǎn)、線、面等為參考特征,以體素節(jié)點(diǎn)到參考特征的距離為參數(shù)進(jìn)行材料分布設(shè)計的數(shù)字材料建模方法,實(shí)現(xiàn)了非均質(zhì)材料零件的數(shù)字化描述.文中研究了Voxel模型的壓縮數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其布爾運(yùn)算、基于壓縮模型的Marching Cubes優(yōu)化算法、實(shí)體模型的分步體素化方法等多項(xiàng)內(nèi)容;最后介紹了體視化的方法,結(jié)合VTK(Visualization Toolkit)編程實(shí)現(xiàn)了數(shù)字材料模型的三維可視化