三角網(wǎng)格模型是有限元分析、3D打印和快速原型制造等領(lǐng)域常用的模型。由于算法不夠完善、被檢測工件內(nèi)腔復(fù)雜和儀器老化等原因,工業(yè)CT掃描工件生成的圖像在重建三角網(wǎng)格模型的過程中存在一定的誤差,重建的三角網(wǎng)格模型數(shù)據(jù)量大、狹長三角網(wǎng)格多。針對上述存在的問題,本文主要以工業(yè)CT掃描的工件圖像為基礎(chǔ)完成了工件的三維重建到網(wǎng)格簡化、網(wǎng)格中的狹長三角網(wǎng)格優(yōu)化,最終通過3D打印機(jī)將其打印等工作,主要研究內(nèi)容如下:（1）采用MC算法對工業(yè)CT圖像進(jìn)行三維重建。首先將掃描的最近兩層二維圖像數(shù)據(jù)看作一個(gè)立方體;然后按照順序依次處理相鄰的立方體并判斷與等值面是否相交并查表分類,采用法向量插值法計(jì)算出等值面與立方體邊的交點(diǎn);最后根據(jù)立方體每一頂點(diǎn)與等值面的相對位置得到等值面的點(diǎn)面信息并調(diào)整頂點(diǎn)法向量從而獲得三維網(wǎng)格模型。本文重建出了高質(zhì)量的噴嘴和化油器等網(wǎng)格模型。（2）提出了一種基于3細(xì)分法改進(jìn)的三角網(wǎng)格簡化方法,該方法添加Laplacian坐標(biāo)作為折疊點(diǎn)的修正因子,另外確定了4種折疊代價(jià)并確定其順序作為折疊的依據(jù),該方法能夠有效地減少網(wǎng)格數(shù)據(jù)流并使得簡化模型和原始模型的幾何誤差更小,還能夠有效地減少網(wǎng)格簡化時(shí)... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

閥門的工業(yè)CT掃描圖像序列（816張）

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文18(a)頂點(diǎn)3的位置(b)頂點(diǎn)3與棱邊生成的三角面片圖2.7三角面片生成示意圖(a)Vertex3position;(b)Triangularmeshesgeneratedbyvertices3andedgesFig.2.7Diagramoftriangularmesh2.3.2MC算法步驟MC算法提取等值面的算法如下，圖2.8為MC算法的流程圖：①將工業(yè)CT圖像序列按順序分層依次讀入內(nèi)存中。②將兩兩相鄰的切片圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，每個(gè)體元的8個(gè)頂點(diǎn)取自相鄰的兩層切片圖像，每層取4個(gè)頂點(diǎn)并將其編號。③將等值面閾值與體元頂點(diǎn)的灰度值比較，確定體元頂點(diǎn)的屬性：“0”或者“1”，然后查閱edgeTable索引表，將體元頂點(diǎn)狀態(tài)構(gòu)造成一個(gè)8位索引。④通過edgeTable索引值表，在圖2.5中的體元構(gòu)型索引表中搜索與其對應(yīng)的構(gòu)型。⑤根據(jù)體元頂點(diǎn)灰度值和體元類型，插值得到等值面與體元邊的各個(gè)交點(diǎn)形成三角面片并計(jì)算三角面片的法矢量。⑥遍歷所有體元并重復(fù)步驟②至步驟⑤。⑦將獲得的三角面片的頂點(diǎn)坐標(biāo)和法矢量數(shù)據(jù)繪制等值面。MC算法的偽代碼如下：for(k=1;k<Nz;k++){讀入k-1,k,k+1,k+2相鄰四張圖片的數(shù)據(jù)for(j=1;j<Ny;j++){for(i=1;i<Nx;i++){a.根據(jù)(i,j,k),(i+1,j,k),(i+1,j+1,k),(i,j+1,k),(i,j,k+1),(i+1,j,k+1),(i+1,j+1,k+1),(i,j+1,k+1)判斷8個(gè)頂點(diǎn)與等值面的相對位置，由此根據(jù)edgeTable確定體元的索引值index。b.根據(jù)index獲取edgeTable中的等值面連接方式。

獲得三角面片 圖 2.8 MC 算法的過程圖 Fig.2.8 Process diagram of MC algorithm 2.3.3 MC 算法重建效果 該方法在處理器為 intel i5 2.49GHz 內(nèi)存為 8G 的筆記本上基于 Visual Studio 2013 實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺上得以實(shí)現(xiàn)，如圖 2.9~2.10 所示，分別對 167 張化油器工業(yè) CT掃描切片圖像和 816 張噴嘴的切片圖像進(jìn)行 MC 重建，得到化油器和噴嘴光照模型。表 2.2 為使用 MC 算法和 MT 算法對化油器進(jìn)行三維重建的結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]面向逆向工程的工業(yè)CT圖像預(yù)處理系統(tǒng)開發(fā)[D]. 邱猛.重慶大學(xué) 2008



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