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汽车外观造型的三维网格模型分割与建模
| 论文题名： | 汽车外观造型的三维网格模型分割与建模 |
| 关键词： | 汽车外观造型;三维网格模型;特征点集;变形操作 |
| 摘要： | 近年来，在数字几何处理技术以及三维扫描技术迅猛发展的大背景之下，三维几何模型这个新兴的数字媒体得到了进一步的应用与发展。三维模型的数量和质量也不断提高，于是人们开始思考怎样对现有的三维模型进行重复利用以减少因重新设计模型所耗费的人力财力。本文着眼于这一现状，在对目前国际国内三维模型的分割、交互式建模的研究进展及其在各个方面的应用情况进行综述后，以汽车外观造型作为研究对象，提出了一种通过网格分割与拼接方法来实现汽车外观造型的新方法。论文主要研究内容和创新性成果如下： （1）在分析比较基于边界与区域的网格分割方法后，根据显著特征与隐性特征来分别对汽车外观模型进行分割。对于显著特征分割，利用“最小值规则”法将模型中的角点、谷线、拐点、脊线、棱线、边界线等显著特征区域进行提取并确定出模型的特征点集；然后以单种子点或多种子点的形式，利用主成分分析法确定出特征点集的主方向，再沿主方向寻找到新的特征点作为下个迭代点，依次迭代到返回初始特征点或无法找到下个迭代点时停止；最后利用B样条曲线逐一拟合之前所得特征点从而形成分割环路。对隐性特征进行分割时本文以指定多点的方式，直接拟合生成闭合的测地三次B样条曲线形成分割环路。利用上述分割方法能够实现不同的用户对不同汽车模型不同部件进行分割的要求。 （2）通过对常用的一些网格变形方法进行比较研究后，将网格的编辑变形处理分为两个阶段：整体变形与局部变形阶段。在整体变形阶段本文主要采用NFFD自由变形方法对分割出的部件进行整体变形操作，然而为了弥补NFFD自由变形方法在局部变形的不足，在局部变形阶段采用点约束自由变形方法对分割出的部件局部特征进行变形操作，同时为了更好的进行局部细节编辑与变形并保证变形后曲面的光顺度，本文对点约束的自由变形方法进行改进,并提出了基于局部细化的K环邻域搜索来确定变形区域的点约束变形方法。 （3）本文中采用基于径向基函数的隐式曲面对汽车网格部件进行拼接融合的方法，与其他直接拼接待融合边界方法相比，该方法在拼接前通过桥接折方式构造过渡面对拼接边界进行封闭处理，并将网格拼接过程主要分为以下几个步骤：网格部件的预处理、拼接边界的提取、边界的预拼接、拼接区域隐式曲面方程的建立和隐式曲面的网格化显示，使来自不同汽车的部件进行组合拼接生成一个新的网格模型，以实现汽车外观的快速造型。 |
| 作者： | 柳慧谱 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 谢庆生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 贵州大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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