三角网格剖切算法的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文三角网格剖切算法的研究姓名：赵新方申请学位级别：硕士专业：系统分析与集成指导教师：周建中;李衷怡20060511摘要在三维模型重建及可视化中,为了对模型截面（大小和形状）进行观察和分析,需要对三维重建模型施以剖切操作。因此，对三维表面模型进行剖切操作也就成为科学可视化研究中一个重要的研究方向。一般来讲，三维模型都是由数量巨大的三角网格重构而成的，而网格在进行重构时不仅包含其空间信息（坐标信息），而且还包含网格几何元素之间连接关系的拓扑信息。因此，对三维模型进行切割就是对重构三维模型的三角网格进行剖切。虽然关于三角网格剖切算法的研究很多文献上都有介绍，但都仅仅

2、是利用三角网格与剖切平面的空间位置关系得到模型剖切后三角网格的空间信息。然而，在三维模型剖切时如果仅仅处理网格空间信息的改变，而不处理网格拓扑信息的话，就将导致网格数据在进行剖切操作时丢失其拓扑信息，从而无法对剖切后的三维模型进行其他的操作。因此，在对三角网格进行剖切时，为了要避免网格数据在剖切过程中丢失其拓扑信息，本文在前人三角网格剖切算法的研究基础上进行了进一步的研究，使得算法不仅能够处理网格的空间信息，同时还可以对网格的拓扑信息进行恢复。本文首先对三角网格剖切算法中的理论知识进行了叙述。其次，本文使用的网格数据是数字虚拟人重建中提出的网格数据文件，其中的网格信息不仅存储了网格

3、的空间信息，同时还存储了其几何元素（顶点、边、三角形）之间连接关系的拓扑信息，所以本文三维模型重建和重构三维模型的这种网格数据进行了详细的描述。第三，基于该网格数据文件，本文对三角网格剖切算法进行了研究，从三角网格剖切过程中的网格信息的变化（空间信息和拓扑信息同时改变）入手，不但正确处理了剖切网格所导致的网格空间信息的改变，而且对剖切造成的网格拓扑信息的破坏进行了恢复，使剖切后的三维模型仍能保持网格空间信息的正确性和其拓扑信息一致性。最后，进行了实验及结果分析，验证了本文三角网格剖切算法对重构三维模型的三角网格进行剖切时同时处理了网格的空间信息和拓扑信息，为其他的操作提供了数据基础

4、。关键词：三维模型三角网格剖切空间信息拓扑信息AbstractInordertoobservethemodel’ssections(sizeandshape)ofreconstructedmodelin3Dmodelreconstructedandvisualization,cuttingthe3Dreconstructedmodelisneeded.Sothemethodsofcuttingthe3Dreconstructedmodelhavebeenanimportantresearchaspect.Commonly,the3Dmodelsarereconstructedbye

5、normousmeshes,whichcontainspaceinformation(coordinateinformation)andtopologicalinformationaboutconnectingofmeshes’geometryelement,socuttingthe3Dmodelmeanscuttingthetrianglemeshesreconstructedthe3Dmodel.Whiletherearemanyinstructionsaboutcuttingoftriangularmeshesarithmeticintheliteratures,butmos

6、tofthemonlydealwiththecutnets’spaceinformation.Therefore,ifweonlydealwiththemeshes’spaceinformationwhencuttingthe3Dmodel,themeshes’topologicalinformationwillbelost,andthenwecan’tprocessthefurtherstep.Toavoidthetopologicalinformationmissingwhencuttingthe3Dmodel,thisarticledevelopsthemethodofcut

7、tingtriangularmeshesofothers,makeitdisposethenets’spaceinformationandrenewthetopologicalinformation.ThisarticleintroducesthefoundationsoftheoryaboutcuttingoftrianglecuttingmethodFirstly.Secondly,thedataofthisarticleusingisthedataofVisib