摘要：在已有曲面细分模式的基础上,利用“回推”技术构造出一类新的细分模式,对同时存在三角形和四边形的4-3网格进行混合曲面细分;采用分析细分矩阵特征结构的方法,讨论了该模式的连续性.分析表明,所构造的混合细分全局C1连续,且在规则情形下具有有界曲率.最后给出了一种基于体积保持的混合细分策略.

摘要：结合纹理特征曲线和高程数据,提出了一种曲面细分的算法来构建多分辨率地物模型。将地物表面的高程信息和提取该高程信息的特征值数据映射到三角网格纹理中,该算法给出了一种三角边与纹理特征曲线相交的三角面分裂方法构造自适应细分三角网格。通过设计细分三角网格的二叉树数据结构和开发测试程序进行测试,表明该算法具有建模速度快、保持几何特征较好的特点,可以满足在PC机上实现地物模型的大规模建模和实时交互显示要求。

摘要：针对图形处理芯片(GPU)中的曲面细分单元生成顶点数量过多的问题,提出一种基于三角形邻接关系的几何细分策略,称为TSTESS(Triangle Strip on Tessellation),其主要流程为,把细分块按照从外向内顺序拆分为多个环,对每个环生成多个梯形结构,每个梯形生成大量连续的三角形,通过有限自动机根据三角形的绕向和相邻信息,提取出它们的共有顶点,构成连续的三角形条带并输出.TSTESS方法减少了顶点的生成数量,有利于后期的计算和存储.通过实验测试在各种细分参数的情况下,该方法生成的顶点数量只相当于传统的三角形列表方法的50%~65%左右,可提高细分单元的执行效率,并且易于使用硬件描述代码融入到已有的GPU设计中,便于曲面细分单元输出的三角形条带获得硬件加速.

摘要：曲面细分技术由于在图像渲染方面发挥着非常显著的作用,所以它是DirectX 11不可或缺的一项技术。在图形处理器芯片GPU的硬件设计流程中,曲面细分技术的硬件实现使得CPU资源的耗费大大减低,硬件的利用率大大的提升,达到用最低的资源获得最好的渲染效果。该方案在充分理解Tessellation的背景知识下,将Tessellation分五级流水线,用较少的硬件资源,实现了曲面细分功能。对进一步提升GPU的硬件性能发挥着非常重要的作用。

摘要：贝塞尔细分在图形显示、计算、设计等方面有着重要的理论和实际应用价值。本文运用DirectX 11的镶嵌实现贝塞尔曲面细分,运用Bernstein多项式矩阵表示逼近Bezier曲面,并通过GPU处理大幅提升曲面细分渲染速度。从外壳着色器和域着色器获得了编程灵活性,又兼顾从一种固定功能硬件分块器中获得巨大的性能提升。

摘要：本文利用计算机代数系统,通过对三进制Loop细分算法的细分矩阵和特征映射的构造与分析,证明Loop给出的掩模设计能够保证细分曲面在奇异点是C1连续的,还给出细分矩阵的次优势特征值的一个取值范围,在此范围内利用三进制Loop细分算法生成的细分曲面都是C1连续的.最后给出一种三进制Loop细分算法的新的边点掩模设计方法,在保证细分曲面是C1连续的前提下,比Loop给出的计算公式更简单,细分算法在奇异点附近收敛更快.

摘要：点到NURBS曲线/曲面的投影是CAD中的基础问题.为了避免数值迭代法陷入局部最优,通常把曲线/曲面细分为多段.文中提出排除无用曲线段/曲面片的剪枝算法,以提高细分求解投影的运行效率.在投影算法中将曲线/曲面递归细分,分别计算测试点到各个曲线段/曲面片的投影值;在递归过程中,对当前曲线段/曲面片计算测试点到控制点凸包距离的近似距离,如果该距离大于投影距离上界值,根据NURBS曲线/曲面的凸包性,测试点到当前曲线段/曲面片的投影距离也一定大于上界值,无需计算投影结果,直接排除该曲线/曲面.最后通过测试实例验证了该算法的有效性.

摘要：针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU(graphic processing unit)构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分(tessellation)技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。

摘要：针对建立三维血管矢量表面模型时血管树存在复杂分叉和管径狭小的问题,提出一种高效可靠的矢量建模方法.首先将血管树骨架线从血管体素中提取出来并重组为各条单分支,在此基础上,结合中间点的最优截面管径重建出各个单分支管道表面;然后利用类Delaunay三角剖分对每个分叉区域进行表面过渡拼接,将各个分支表面融合成一个符合CGAL标准的闭合多面体;最后通过对模型表面进行曲面细分,得到一个逼真细腻的三维模型.该方法在重建分叉区域时充分利用了分支之间的"互吃"关系,计算开销小.实验结果表明,文中方法效率高,重建模型准确,优于已有的建模方法.

摘要：服装参数化设计中的碰撞检测属于静态碰撞检测,具有精确性和实时性的要求,服装约束系统的有效性也需要维护。将服装参数化模型分为4个层次,针对各个层次提出不同的碰撞检测要求。碰撞检测对约束求解产生影响,通过改变约束求解顺序或改变约束链,达到对约束系统有效性的维护。分片构建具有统一拓扑结构的服装初始网格曲面,利用分片细分技术构造服装显示网格曲面,通过对显示曲面的碰撞检测来提高碰撞检测精度,相应地依赖于显示曲面的服装款式切割线,也需要映射到服装初始网格曲面上。服装曲面细分碰撞对速度产生影响,利用分片分区技术并综合多种方法提高碰撞检测速度。对服装曲面的自碰撞检测和具有约束的碰撞精确反应,也给出了多种解决方法。实例表明,本文的算法是健壮和有效的,并在开发的服装3维设计系统中得到应用。