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：为了实现物体间的快速碰撞检测,提出一种三维模型球体逼近表示方法.首先在三维模型体素化基础上构建了模型内部球逼近,以改进内部球数目和球体连续性效果;接着通过基于测地距离的改进计算对内部球进行聚类,得到有意义的分类结果,可用于模型内部球的层次结构树构造和模型语义分割等.实验结果表明,该方法是可行和有效的.

摘要：针对现有基于体素结构的点到三角网距离算法中存在的可能因未找到最近三角形所在体素而导致计算结果错误,以及较远点距离计算速度慢的问题,对其进行改进,提出准确快捷的基于体素结构的距离算法.首先将每个三角形进行点采样并求出采样点所在体素,得到三角网的体素化结果;对于每个待计算点,通过邻接体素与点距离变化规律寻找三角网包围盒内与该点距离小于某半径值的所有体素,逐渐扩大该半径值直至找到非空体素为止;以找到的体素中最近三角形到该点的距离作为初始距离,再令该半径值等于初始距离与一个适当微小量之和,即可找到与该点最近的三角形,得到准确的距离.实例测试结果表明,文中算法在一般情况下运算速度较快,与现有算法相比,较远点到三角网距离的计算时间明显缩短.

摘要：为了能够从密集点云直接获得四边形网格,而不需要通过三角形网格重构获得,提出针对密集点直接构造的四边形网格生成算法.首先进行点云数据体素化得到体素模型,建立体素和点云的索引关系,并对体素做精细化操作,以提高映射效果;然后通过体素模型外表面的顶点与原始点云的映射得到四边形网格模型,并对四边形网格进行优化.在斯坦福的数据集上进行实验,并使用MeshLab软件进行效果展示,结果表明,该算法可以基于密集点云直接生成四边形网格模型,同时可以通过调整体素大小来自适应地改变算法效率和四边形网格的大小.

摘要：介绍了基于旋转二维发光二极管(LED)阵列的体三维显示系统的数据处理方法.原始三维数据以网格数据形式存储在3DS文件中,采用切割算法实现数据集从笛卡儿坐标系到显示空间的柱坐标系的转化.对切割所得的线段设计了插值映射法和扫描映射法,以完成体素化过程.插值映射法将LED视为理想点光源,扫描映射法则考虑了LED的尺寸.分别用这两种方法对多个实际三维模型进行处理,通过再现处理后的数据结果以及计算体素点的平均位置偏离程度等方法比较它们的优劣.实际表明扫描映射法因为更贴近系统的硬件特点,而产生的体素点位置偏差小、冗余体素点少,处理结果更好.

摘要：随着计算机技术的不断普及,快速获取目标物体或空间点集的包络体成为一种重要需求,基于此类问题我们提出了一种基于体素化生成包络体的方法,该方法对体素数据进行操作时运用了并行运算OpenMP(Open Multi-Processing)技术以及C++AMP(Accelerated Massive Parallelism with Microsoft Visual C++)技术,其中C++AMP技术可以极大的提高运算速度。传统意义上包络体应用于路径规划、工业装配等领域,将包络体技术运用到微纳器件虚拟运行的仿真中。通过将运行器件包络体计算引入到微纳器件的仿真系统中可以得到微纳器件的整个运动空间,进而直观有效的辅助微纳器件设计。

摘要：为解决组织工程骨支架多孔结构设计建模问题,提出1种基于体素模型的多孔体骨支架建模方法。基于CT断层扫描图像,采用MC算法3维重建骨支架三角网格模型;采用分区划分,逆向追踪求交分层算法,获取骨支架分层截面轮廓线段;基于离散采样法,对分层截面轮廓线段等距扫描线填充、离散,生成骨支架体素化模型;构建孔隙单元结构,以体素化空间为约束边界,通过孔隙单元"映射",构建出多孔骨支架模型。研究结果表明,所提算法可以快速构建出能够构建孔隙结构可控的多孔模型,从而为骨支架建模提供了1种可行性的方法。

摘要：针对模型求交方法导致的刀具干涉处理算法的效率瓶颈问题,对三角网格模型的特点、体素模型建立与优化、刀具干涉检测和处理等方面进行了研究分析。通过对截平面法和传统全局体素化算法的特点的归纳,建立了一种动态地按需建立局部体素模型,并且实现了模型相邻局部之间的数据复用;基于动态局部体素模型设计了三角网格模型四轴加工路径,提出了刀具干涉快速检查和处理算法,并利用光固化立体造型格式作为输入模型进行了测试实验。研究结果表明:动态局部体素化算法能够在相同内存容量下提高大尺寸三角网格模型体素化后的体素精度,基于动态局部体素化模型的干涉检测和处理算法具有较高的效率和准确性。

摘要：针对传统基于距离变换的骨架提取算法生成的骨架不能保证连通性的问题,设计了一种基于距离变换的三维连通骨架提取算法。由骨架种子点开始,根据距离变换值的约束,利用改进的骨架点判断算法对体素点的26邻域作判定,满足条件的邻域点作为下一轮的预备骨架点,由此迭代生长出完整的三维模型骨架,通过设定阈值抑制冗余骨架点的生成,实现多尺度控制。实验表明本算法复杂度低,计算效率高,生成的骨架位置精准,且能够保证骨架连通性。

摘要：针对真空注型产品质量依赖于工艺师经验,而导致的生产周期长、生产费用高、质量稳定性差的问题。基于计算机图形学、可视化技术和智能控制技术,建立一种描述真空注型工艺参数设置与优化的混合质量控制模型,充分利用历史加工案例,通过产品特征参数与成型工艺之间的关系,实现对新产品的工艺参数推荐;在此基础上,挖掘工艺师经验,通过模糊推理,实现产品缺陷修正。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,从而为VC装备向智能化方向发展的提供了技术支撑。