下载文档原格式
一种自动的非封闭曲面三维重建方法温佩芝;宁如花;吴晓军;黄锦芳【摘要】To realize the non-closed surface reconstruction accurately, a threshold segmentation algorithm based on triangle perimeter which could be used to remove the enclosed spurious surface was proposed. The sampling points were selected from triangle perimeter, and the threshold was calculated automatically by comparing the Enclidean distance between sample points and input points. Thus the non-closed surface was obtained by threshold segmentation from enclosed surface. The experiments results showed that the proposed method had low complexity, high efficiency, and strong robustness. Moreover, it could remove the spurious surface but not affect the precision of original surface.%为了精确实现非封闭曲面的三维重建,提出一种基于曲面三角面片周长的阈值分割方法,首先计算泊松算法生成曲面的三角面片周长选取采样点,然后通过比较样本点与原始输入点之间的欧氏距离自动计算阈值对生成曲面进行分割.实验结果表明,该算法能准确有效地去除伪封闭曲面而不影响原生成曲面的精度,且算法复杂度低、时间效率高、鲁棒性强.【期刊名称】《计算机集成制造系统》【年(卷),期】2013(019)004【总页数】7页(P680-686)【关键词】泊松算法;三角面片;阈值;伪曲面;曲面分割【作者】温佩芝;宁如花;吴晓军;黄锦芳【作者单位】桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TP390 引言随着三维扫描技术的日益发展，三维点云模型已大量应用于逆向工程［1－2］、计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）［3］、机械制造、医学影像、虚拟现实和动漫等领域。
三维曲面重建方法
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠三维曲面重建方法。
你说这三维曲面重建啊，就像是给一个物体来了个全方位的“画像”，而且还是超级逼真的那种！想象一下，你能把一个奇形怪状的东西，通过一些神奇的手段，变成一个能在电脑里清晰呈现的曲面，多有意思呀！
这可不是一件容易的事儿哦！就好像搭积木，得一块一块精心拼凑起来。
首先得有数据呀，这些数据就像是积木的小块，得收集得足够多、足够准确，不然怎么能搭出漂亮的“建筑”呢？然后就是处理这些数据啦，这可需要点真功夫，把那些杂乱无章的数据整理得井井有条。
咱就说，这过程就跟雕刻大师工作似的。
一点点地打磨，一点点地塑造，直到那个完美的曲面展现在眼前。
要是数据处理不好，那可就像雕刻出了个歪瓜裂枣，多难看呀！
在这个过程中，算法就像是一把神奇的钥匙。
不同的算法就好比不同形状的钥匙，得找到那把最合适的，才能打开三维曲面重建的大门。
而且哦，还得不断地尝试、改进，就像我们不断调整自己做事的方法一样。
这可不是随便玩玩就能搞定的，得下功夫呀！但当你看到最终呈现出来的那个三维曲面，哇塞，那种成就感，简直无与伦比！就好像你创造了一个全新的世界一样。
三维曲面重建在好多领域都大显身手呢！医学上，能帮医生更清楚地看到人体内部的结构，这多重要啊！建筑设计里，能让设计师提前看到建筑物的样子，是不是很厉害？还有好多好多地方都离不开它呢！
所以呀，朋友们，可别小瞧了这三维曲面重建方法。
它就像是一个隐藏在科技世界里的魔法，能给我们带来意想不到的惊喜和改变。
让我们一起好好探索这个神奇的领域吧，说不定你就能成为那个掌握魔法的大师呢！。
你真的了解曲面重建（CPR）吗？大家好，欢迎大家访问XI区！在医学成像中，管状结构（即血管、支气管和结肠）的评估是一个备受关注的话题。
CT和MRI提供了人体的三维容积数据集，其中包含这些感兴趣的对象。
然而，从CT和MRI获得的数据包含许多不太感兴趣或不感兴趣的物体。
这使得无需预处理的体绘制（即最大密度投影（MIP）、VRT、SSD）通常不可能或不准确。
此外，感兴趣的对象很难完全位于一个平面内。
一种可视化小直径结构的常用方法是根据从中心线检测过程中获得的高级信息重新采样并可视化数据集。
这个过程被称为CPR-曲面重建，全称是curved planar reformation。
通过这种技术，管状结构的整个长度显示在一幅图像中。
然后，医生对血管异常（即狭窄、闭塞、动脉瘤和血管壁钙化）进行观察。
CPR本质上是一种曲面的多平面重建技术，MPR，全称是multi-planar reformation / reconstruction，是常用的后处理技术。
MPR 涉及将在某个平面（通常是轴位）获取的成像模式中的数据转换到另一个平面的过程。
得益于CT技术的进步，目前我们可以获得各向同性或近似各向同性的数据，从而获得良好的MPR重建效果。
MPR也是目前除轴位图像外，最常用的观察图像的方法。
此外，我们再解释一下reformation和reconstruction，两者都可以翻译为重建，但还是有细微差别，从字面上理解，reconstruction可以获得更多信息，reformation是在原来基础上对信息进行整合，不会获得更多信息。
CPR可视化的目标是使管状结构在一幅图像中整个长度可见。
为了满足这一要求，需要有关管状结构的先验信息，尤其是结构的中心轴。
在不丧失一般性的情况下，假设对象的中心轴是亚体素分辨率的点序列。
CPR的原理通常，中心轴的空间位置和形状决定了三维空间的哪些部分会被可视化。
上图左侧显示了中心轴。
重新采样的曲面如图1右侧所示。
第10卷第6期计算机集成制造系统V o l .10N o .62004年6月C o m p u t e r I n t e g r a t e d M a n u f a c t u r i n g S ys t e m s J u n.2004文章编号:1006-5911(2004)06-0714-07基于规则的曲面体三维重建张爱军,薛 勇收稿日期:2003-04-10;修订日期:2003-12-19。
作者简介:张爱军(1969-),男,河北唐山人,中国科学院遥感应用研究所博士后,主要从事三维重建、空间信息可视化等研究。
E -m a i l :a j .z h a n g@263.n e t 。
(中国科学院遥感应用研究所开放实验室,北京 100101) 摘 要:为了加快曲面体的三维重建速度,提出一种利用面判定重建策略来构造目标形体的重建算法。
在面判定重建策略中,提出了“面序列”和“确定性面序列”两个概念。
在重建过程中,首先根据2-流形体(2-m a n i -f o l d s )的性质和莫比乌斯法则(M o b i u s r u l e )以及正投影规律,提取出一些基本的判定规则;然后根据这些判定规则,从由三视图恢复和提取的所有空间候选面中确认面序列及确定性面序列,并将面序列作为拓扑同构面片;最后利用判定规则对候选面片进行组合判定,将符合条件的面片和面序列装配成实体。
该方法减少了候选面片的组合判定次数,提高了重建效率。
关键词:三维重建;线框模型;实体模型;面序列;确定性面序列中图分类号:T P 391.41 文献标识码:A0 引言工程图(特别是三视图)曾广泛应用于工程设计中。
如何利用传统的工程图重建三维形体,是计算机图形学和计算机辅助设计领域的一个重要研究课题,受到国内外的普遍重视,到目前已有许多富有成效的成果[1～11]。
目前,由工程图重建三维形体基本分为两类方法,一是构造实体几何(C S G )法[1～4?@,二是边界表示(B #r e p)法[5～10]。
一种基于三维Delaunay三角化的曲面重建算法袁方;唐杰;武港山【摘要】It introduces a method of 3D surface reconstruction. As many other algorithms of this kind, it produces a piecewise linear approximation of a surface S from a finite,sufficiently dense, subset of its points. It is based on the 3D Delaunay triangulation of points, and uses the local area incremental algorithm to build the triangular mesh. Build up the 3D Delaunay triangulation through incremental insertion of points, and use breadth-first algorithm to pick the appropriate facets to reconstruct surfaces. The algorithm doesn' t need preprocessing of input data and nearly user input independent. Present some results of the method, which turn out to be good on surfaces with and without boundaries.%提出一种基于三维Delaunay三角化的区域增长式曲面重建方法.该方法以空间点云的Delaunay三角化为基础,结合局部区域增长的曲面构造,较以往方法具有人为参与更少、适用范围更广的优点.算法采用增量式插入点的方式构建空间Delaunay划分,采用广度优先算法,以外接圆最小为准则从Delaunay三角化得到的四面体中抽取出合适的三角片构成曲面.该算法的设计无须计算原始点集的法矢,且孔洞系数对重建的结果影响很小,重建出的三角网格面更符合原始曲面的几何特征.无论待建曲面是否是封闭曲面,本算法均可获得较好的重建效果.【期刊名称】《计算机技术与发展》【年(卷),期】2011(021)010【总页数】5页(P14-18)【关键词】曲面重建;三维Delaunay三角化;三角网格;广度优先【作者】袁方;唐杰;武港山【作者单位】南京大学软件新技术国家重点实验室,江苏南京210093;南京大学软件新技术国家重点实验室,江苏南京210093;南京大学软件新技术国家重点实验室,江苏南京210093【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言在三维模型重构中，一个基本的问题是，如何从物体表面的散乱三维数据点快速构建物体表面的三角网格模型—称之为曲面重建问题。
三维曲面重构方法分析摘要：曲面重构是逆向工程中CAD建模中的重要组成部分，三维曲面的重构方法决定了获得的曲面精度与光滑性，直接决定了逆向工程的效果，文章针对逆向工程中的关键技术三维曲面的重构方法进行了分析与讨论。
关键词：曲面重构；逆向工程；三维曲面逆向工程是在吸收现有技术优点的基础上进行更优化的再创造技术，是针对现有设计方案的再设计过程。
设计师使用逆向工程技术能够从实物上获取该物体的三维数据，并生成数据模型，这样可以将数据模型与实体进行比较，从而得到两者之间的异同点。
使得在设计新产品过程中起点更高，设计周期更短，获得成效更快。
1 曲面重构算法的分类三维曲面的重构，首先要进行点云的采集，然后进行曲面重构，并且结合正逆向工程的软件，重新设计比较复杂的三维曲面，得到光滑的无误的实体模型，并应用3D点云对齐的方式对重构模型进行误差分析，以达到最佳的重构效果。
在进行逆向工程的过程中，最重要的一步是重新对实体进行三维曲面重构。
这是因为产品的再设计、模型分析、虚拟仿真、加工制造过程等应用都需要根据三维数据模型来进行。
三维数据模型越准确这些过程得到的结果也会越准确。
要获得精确的数据模型，一方面需要良好的硬件设备和操作软件，另一方面与操作人员的熟练程度有很大的关系。
这是一个复杂、繁琐、技术性强的过程，国内外的众多学者都针对如何快速、准确地实现模型重构进行了大量的实验与总结，得到了很多曲面重构的算法，现在常用的曲面重构算法根据曲面类型、数据来源、造型方式能分为：①按点云类型可分为规则排序的点与不规则排序的点。
②按数据来源可分为三坐标测量、软件造型、光学测量等途径。
③按造型的方式可分为根据曲线生成曲面与根据曲面拟合实体模型。
④按曲面表现形式可分为曲面边界表示、曲面四边B-样条表示、三角面片和三角网格表示的模型重构。
通常，采用NURBS、有理B-样条、Bezier曲面来表示长方形区域面重构的自由曲面，而采用NURBS和三角域的拓扑结构来进行散乱点的自由曲面重构。
