在虛擬手術仿真中,自相交網(wǎng)格常常會出現(xiàn)于高度密集的肝臟管道中并導致模擬仿真產生誤差。為解決自相交問題,研究了距離場等值面的生成,引入Delaunay四面體剖分以及微分流形中浸入的概念,提出一種四面體網(wǎng)格劃分方法,通過切割、復制及連接相應片元構造輸入網(wǎng)格的浸入來達到四面體網(wǎng)格的劃分。實驗結果表明,利用該方法生成的四面體網(wǎng)格具有較高的質量,并對自相交處的四面體網(wǎng)格進行有效的復制和分離。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1 四面體網(wǎng)格生成流程

擬采用生成自適應四面體網(wǎng)格以適用于后續(xù)的網(wǎng)格劃分，即輸入三角形網(wǎng)格模型，通過計算距離場、生成等值面以及Delaunay四面體化來生成四面體網(wǎng)格，基本流程如圖1。1.1計算距離場

圖2 空間中三個點產生的距離場等值面

刪除內部表面組件，利用偏移面的多樣性快速檢測內部距離場網(wǎng)格點。外部網(wǎng)格點可以重用已變更的原始無符號距離場，而對于內部單元格，則使用行進立方體（MarchingCube)[6]算法偏移等值面的幾何形狀來計算符號距離場，這在分析偏移表面是一種可能引入少量離散誤差的近似，同時使用八叉....

圖3 浸入算法基本步驟示意圖

浸入算法的目的是構建一個四面體網(wǎng)格，該網(wǎng)格將輸入的有效三角形網(wǎng)格M占據(jù)的空間網(wǎng)格化，并且不會因為自相交黏連。為便于觀察，以二維為例，圖3為浸入算法的基本步驟。此2D示例說明了算法的基本步驟。

圖4 浸入算法流程圖

該浸入算法流程如圖4。最終生成的四面體網(wǎng)格將在原三角形網(wǎng)格自相交處復制出重疊的四面體網(wǎng)格，這樣的網(wǎng)格在接下來的有限元模擬中將會得到最為真實準確的結果。3實驗結果與分析

本文編號：4029917