散乱点云精简及三角网格重构技术研究-仪器仪表工程专业论文.docxVIP

摘 摘 要 万方数据 万方数据 摘 要 现代科学技术研究与应用，如计算机图形学、游戏开发、模拟仿真等诸多 领域，都在很大程度上引入了逆向工程技术 。随着人们对逆向应用需求的不断 增加，高效、精确地完成模型重构成为研究热点。论文选取了逆向系统中数据 点的简化与三角网格重构这两个方面进行研究，主要内容概括如下： 1. 论文以离散点云为研究对象，针对现有的拓扑关系构建的相关算法原理 及适用范围进行讨论后，提出采用二次空间划分的栅格化策略进行目标点的 K 邻域点有哪些信誉好的足球投注网站。 2. 对各种点云精简算法的原理及其特点进行详细论述，针对单一精简算法 的欠缺，给出了一种改进的方法。该方法首先通过估算曲面的微分几何量如法 矢、曲率，然后根据估算的曲率信息将点云划分为平坦区域和特征区域，在特 征区域采取具有“保特性”的法矢精简，在平坦区域则应用效果均匀的最小距 离简化。在简化过程中可通过改变阈值来适应不同的精简需求。实验表明在达 到一定精简率的要求下能有效保留模型的特征。 3. 论文对曲面重构过程中的点云三角化技术进行分析，定义一种直接在三 维空间进行多约束的区域增长三角化算法。该算法有效解决了以往二维划分处 理复杂度高的不足。算法始于种子三角形，在已建立的活边表中以活跃边两个 端点的 K 邻域作为选取范围，结合二面角、已用点优先等多约束准则不断生成 新三角形，此外还通过加入内邻接表的建立来加快边的扩张性检测。不同类型 曲面的网格重构都是这些基本过程的有机结合。实验表明该算法能初步生成效 果清晰的网格模型。 通过采用 VC++ 6.0 结合 OpenGL 编程实现论文中的算法，在平台上利用编 写好的软件实现点云模型的基本操作功能，并进行点云的精简以及网格化实验。 关键词：离散点云，拓扑关系，微分几何量，精简，网格重构, I AB ABSTRACT ABSTRACT Reverse engineering was widely introduced into the research and application of modern science and technology, such as computer graphics, game development, simulation and many other areas. For the increasing requirements of reverse application, completing the reconstruction of the model efficiently and accurately becomes a hot topic. The simplification for point cloud and the reconstruction of triangular mesh are the two main research emphasis of this thesis. And the thesis is organized as follows: Discrete point cloud is the major research object of this thesis. After discussing the principles and scope of the existing algorithms for constructing topological relations, we proposed a grid strategy to divide the space into quadratic space for the searching of the K-neighborhood of target point. On the basis of discussing the principles and characteristics of various streamlined algorithms of point cloud, we introduced an improved method to solve the disadvantages of the single streamlined algorithm. This method can be divided into three parts, firstly calculating the geometry element such as surface normal vector and curvature, and then dividing the data point into two categories: flat point and hig