本文關(guān)鍵詞：任意三角面模型的符號距離場計算

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【摘要】：近年來,在計算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)領(lǐng)域,用距離場表示圖形對象得到了廣泛的應(yīng)用。計算空間內(nèi)任意一點到給定的幾何體的符號距離也尤為重要。常用的距離場是一個標(biāo)量場,它表示空間內(nèi)任一點到給定的三維物體表面的最小距離。在計算機(jī)圖形學(xué)中,通常使用的是有符號的距離場,符號的正負(fù)表示該點位于物體內(nèi)部還是在物體外部。在很多計算機(jī)圖形學(xué)應(yīng)用中通常將網(wǎng)格都近似于實體,但實際工程應(yīng)用中的三角形幾何體通常是不定向的、非流形或者包含自相交的情況,這會導(dǎo)致物體的內(nèi)外在數(shù)學(xué)上定義是不明確的。本文給出一種高效的方法來定義和計算任意三角面模型的符號距離場。對于任意(包括非流形)三角面模型,都可以使用移動立方體算法來提取一個流形的等值面。因此,對任意三角面模型,首先使用保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的移動立方體算法來定義并提取一個無符號距離場的偏移流形面,并移除任何內(nèi)部的部分。然后,利用偏移的等值面的拓?fù)淇臻g來快速刪除內(nèi)部距離場網(wǎng)格點,最后對所有網(wǎng)格點執(zhí)行S形遍歷來確定距離場的符號。在文中證明了外部可以再次使用原來無符號距離場,而對于內(nèi)部晶格,根據(jù)偏移面來得到符號場,這樣就在很大程度上減少了符號距離場的計算時間。通過使用C++和OpenGL編程實現(xiàn)算法,導(dǎo)入非流形幾何模型進(jìn)行實驗并驗證了本文針對非流形模型的距離場計算所提出算法的正確性和高效性。
【關(guān)鍵詞】：距離場 符號距離 移動立方體算法 三角面模型 非流形模型 計算機(jī)圖形學(xué)
【學(xué)位授予單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 緒論6-10
• 1.1 研究目的與意義6-7
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 本文主要工作8-9
• 1.4 本文章節(jié)安排9-10
• 第二章 距離場生成算法的相關(guān)理論10-20
• 2.1 距離場的基本知識10-13
• 2.1.1 距離場中的距離10-12
• 2.1.2 距離場的經(jīng)典應(yīng)用12-13
• 2.2 距離場生成的常用算法13-18
• 2.2.1 點到三角形面片的距離計算14-16
• 2.2.2“三角形湯”幾何體的距離計算16-17
• 2.2.3 距離場符號的計算17-18
• 2.3 多線程加速的基于空間分割的距離場生成算法18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第三章 移動立方體算法20-27
• 3.1 移動立方體算法基本知識20-21
• 3.2 移動立方體算法的二義性21-23
• 3.3 保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正確的移動立方體算法23-26
• 3.3.1 移動立方體算法的查詢表23-24
• 3.3.2 保證拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的MC算法24-26
• 3.4 本章小結(jié)26-27
• 第四章 非流形模型的符號距離場計算27-33
• 4.1 現(xiàn)有距離場生成算法的缺點27-28
• 4.2 非流形三角面模型的符號距離場生成算法28-32
• 4.2.1 產(chǎn)生偏移面并移除內(nèi)部組件28-29
• 4.2.2 無符號距離場的再次使用29-31
• 4.2.3 符號的確定31-32
• 4.3 本章小結(jié)32-33
• 第五章 算法實現(xiàn)33-43
• 5.1 算法運行環(huán)境介紹33
• 5.2 模型文件導(dǎo)入與保存33-34
• 5.3 算法實現(xiàn)34-42
• 5.3.1 部分代碼處理34-36
• 5.3.2 測試場景界面設(shè)置36-38
• 5.3.3 實驗結(jié)果圖38-42
• 5.4 本章小結(jié)42-43
• 第六章 總結(jié)與展望43-44
• 6.1 本文主要工作總結(jié)43
• 6.2 未來工作展望43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果47-48
• 致謝48-49

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本文編號：713860