摘要：为解决现有的三角网格模型体素化算法存在的体素寻找不全或者体素化效率不高的问题,提出一种快速的三角网格模型体素化算法.该算法分为表面体素化和内部体素化2个步骤:表面体素化使用几何求交方法快速寻找三角形与全部体素的相交多边形顶点,并将这些顶点和与三角形相交的体素一一对应,得到每一个三角形的相交体素,从而得到与三角网表面相交的全部体素;内部体素化使用同时填充内部和外部体素的扫描线种子填充算法,填充过程中使用变长队列,在保持算法的正确性和效率的同时大幅减小算法的空间复杂度.使用三角形数量较多的模型进行高分辨率体素化的实验结果表明,文中算法耗时短,在三角形数量较多时体素化效率显著提高.

摘要：在基于到网格多边形表面的法矢量函数作为距离标准的体素化算法的基础上 ,提出以多边形面的最小包围盒作为计算单元 ,以欧式距离作为测度实现网格模型的体素化 ,极大地提高了计算速度 ,使得只能在图形工作站上实现的算法在微机平台上得以实现 针对通常采用Flooding操作判断内外体素、但应用于存在封闭空腔的模型时将会产生错误的情况 。

摘要：针对变电站三维场景中目标特征提取不充分引起的检测精度低的问题,提出一种基于体素化的变电站场景三维目标检测模型AugSecond。该模型基于Second网络结构设计,在体素特征编码阶段引入三重注意力机制,关注多维注意力以增强目标关键信息,降低无关特征信息干扰;设计非对称稀疏卷积网络,使用非对称卷积提高卷积核表征能力,并融合多尺度特征以丰富目标几何信息;同时对位置回归损失进行优化,使用CIoU Loss进一步考虑包围框之间的几何相关性以加快网络收敛速度。在自建电力场景数据集和公开数据集实验表明,相比基准模型,Aug-Second模型显著提升识别精度并具备实时性推理速度,证明了所提模型的有效性。

摘要：体素化是面图形学通向体图形学的桥梁,具有广泛且重要的应用。介绍体素化方面的研究进展,分析现有体素化方法在处理高分辨率实体体素化时的不足。提出以分块为基础的高分辨率实体体素化算法:在分块内部,采用基于图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)的切面光栅法对分块表面体素化过程进行加速,采用射线求交方式生成种子并进行块内填充;在分块之间,设计了3方向的种子扩散面及跨块扩散机制,避免因分块而导致的大量几何求交运算,提高了效率。针对高分辨率实体体素化结果数据量大的问题,采用低分辨率表面体素化结果进行数据压缩和索引,节省了数据存储空间。测试结果表明,该文提出的算法不仅能够进行高分辨率实体体素化,而且在GIS、地学建模和CAD等体图形学相关的领域具有重要的应用价值。

摘要：基于图形处理器(GPU)上的多目标缓存提出了一种新的地质模型快速体素化算法,可以在GPU上绘制模型的过程中在像素着色器中利用多目标缓存上的逻辑或操作完成模型表面体素化处理,在后处理的屏幕绘制过程中对模型内部进行体素化填充,极大地提高了计算速度,使得大规模地质模型可以在常见GPU平台上得以实时体素化,可以较好地处理模型内部的空腔等问题。针对算法在模型相近表面或微小凹凸处会产生错误的情况,设计了一种基于逻辑异或操作的实体体素化改进算法,使其结果更为快速准确。

摘要：为解决三维网格曲面(stereolithogrphy interface,STL)模型体素化结构单一和计算效率不高等问题,基于几何求交运算的STL模型体素化处理技术,提出一种基于逆向几何求交算法实现STL模型的快速体素化方法。通过对STL模型进行分层,填充分层轮廓扫描线,设计体素单元结构,滑动滤值计算,得到多孔结构体素模型。对多种结构STL模型进行实验表明,本文算法具有耗时短、灵活多样特点,解决了传统体素化结构单一性问题,可为模型的三维重建和分层制造打下基础。

摘要：针对体素化的三维模型在分类与检索中表达单一、特征信息不足的问题,提出了一种基于局部编码体素化的三维模型分类与检索算法。首先,设计了一种基于局部编码体素化的三维模型生成方法,该方法通过融合三维模型局部空间结构与尺度信息,对三维模型进行局部特征编码,并生成局部编码体素模型。其次,提出了一种三维空间注意力模块,该模块可计算局部编码体素模型的空间位置权重并增强模型的三维空间特征。最后,进一步构建了一种局部编码体素空间卷积神经网络,可用于提取局部编码体素模型的特征描述符,并实现三维模型的分类与检索。实验结果表明,此算法在刚性三维模型数据集ModelNet40、ModelNet10以及ScanObjectNN上的分类准确率分别达到92.1%、94.8%、82.6%,在刚性三维模型数据集ModelNet40、ShapeNet Core55上的检索准确率分别达到94.7%与88.1%。

摘要：针对变密度多孔结构设计依据的拓扑优化密度信息不能被充分有效利用的问题,提出一种基于拓扑优化局部相对密度映射的变密度多孔结构设计方法。该方法根据多孔结构力学特点建立等效连续体的拓扑优化模型,通过拓扑优化密度的局部映射策略和调整方法,将拓扑优化的密度信息映射到多孔结构单元并根据映射的相对密度生成变密度多孔结构。此外,为检验多孔结构与拓扑优化密度信息的匹配程度,提出一种基于体素化和矩阵相似度的分析评价方法。最后以不同尺度的二维蜂窝为案例,验证了所提变密度多孔结构设计方法的可行性和有效性。

摘要：为解决组织工程骨支架多孔结构设计问题,提出一种基于体素和三周期极小曲面的骨支架设计方法。采用隐函数表达的三周期极小曲面作为构建微观多孔结构的基础孔隙单元,通过定义距离函数及Log-Sigmoid函数的方法,构建不同结构的三周期极小曲面孔隙单元;采用逆向几何求交体的体素化算法,对三角网格模型进行空间单元划分,进而确定目标装配区域;再通过形函数坐标变换,将孔隙单元映射到空间单元中,从而构建空间域多孔结构;最后采用布尔运算得到具有多孔结构的支架模型。实例结果表明,所提设计方法能构建孔隙结构可控的多孔模型,从而为组织工程骨支架设计提供一种可行的方法。

摘要：针对真空注型(VC)产品质量依赖于工艺设计人员经验,造成VC装备自动化程度低、加工柔性差、产品质量难以控制等问题,基于计算机图形学和人工智能技术,建立一种面向 VC工艺的质量控制模型.通过构建体素化模型,近似求解壁厚、均匀程度、体积等模具型腔几何特征参数;在此基础上,融合案例推理和神经网络推理技术,建立型腔几何特征参数与成形工艺间的关系模型,充分利用历史案例,实现初始工艺参数的智能推荐;利用基于规则的模糊逻辑推理方法,挖掘工艺设计人员经验,对试模后的产品缺陷进行智能修正.生产实例说明,基于上述思想方法和推理机制的质量控制模型有较好的推理和质量控制能力.