細分曲面造型技術研究與實現.pdf

1、近年來，由于細分方法不僅具有NURBS曲面的局部控制性、仿射不變性等良好性質，而且具有參數曲面所沒有的拓撲任意性和整體連續(xù)性，因此在表示復雜自由曲面時體現出無可比擬的優(yōu)越性，已成為國際圖形學領域的一項重要研究內容，尤其是在計算機動畫和曲面造型方面取得了極大的成功，但是，要將其進一步應用到工程曲面造型上，仍有許多困難。本文結合專業(yè)工程背景，以細分曲面造型技術的研究和實現為方向，主要研究內容如下： 1、介紹了細分曲面的發(fā)展歷史，整理

2、和總結了細分曲面造型的基本理論，闡述了細分相關的基本數學概念，分析了典型細分模式的構造方式和特性。 2、逐一實現了現有的Doo-Sabin細分、Catmull-Clark細分、Loop細分等幾種經典的細分算法，給出了具體的數據結構和實現過程，并通過對各算法特性的比較，總結概括了細分算法的選用原則。 3、細分操作會導致多面體網格中的點、邊、面等基本單元數量以4的冪次方增長，因此內存需求增長快速且數量巨大。本文實現了基于二面

3、角閾值控制的Doo-Sabin自適應細分算法，并提出了一種新的通過平均法向量來控制面片進一步細分的基于平均法向量的Doo-Sabin自適應細分算法，克服了細分曲面指數增長的龐大數據量帶來的占據硬盤空間、處理速度慢的缺點。 4、配合Doo-Sabin自適應細分模式提出了兩種適用于點分裂細分模式的裂縫消除策略：多邊形裂縫消除策略和矩形裂縫消除策略，保證了點分裂細分模式在實現自適應細分時不同分裂層次面片間表面質量的一致性和細分曲面的連