[发明专利]一种任意拓扑的多边形网格模型融合方法

权利要求书

1.一种任意拓扑的多边形网格模型融合方法，包括以下步骤：

1)从已有模型上截取感兴趣的部件；

2)在过渡基元上指定目标位置，并据此确定物体目标方向；应用主元分析方法对每个待融合物体定义个方向；将待融合物体由当前定义方位变换到过渡基元上指定方位；最后在锁定模式下调整物体，物体将限制在过渡基元表面上运动；

所述的过渡基元是一个表示中间过渡物体形状的几何体；

3)在屏幕上用鼠标绘制线条以指定连接已有模型的中间过渡物体的大致轮廓；算法自动构造出深度平面和投影平面以确定轮廓线初始深度信息，用户分别在两个平面上对轮廓线进行再编辑直到满意；

所述的算法是：系统自动找到两个离该轮廓线端点最近的开口A和B，并在两个开口上分别确定离轮廓线端点最近的点P、Q；然后引入两个平面投影平面Ω和深度平面∏：深度平面∏经过点P、Q和视点，记其法向为n_∏，用于进一步调整轮廓线的深度变化；投影平面Ω经过点P、Q，其法向为nΩ=nΠ×PQ→,]]>描述当前角度下轮廓线的形状；接着，用户所绘轮廓线被投影到由深度平面上的贝赛儿曲线沿n_∏扫略得到的曲面上；系统自动确定出轮廓线的深度信息，并变换到世界坐标系；随后用户勾勒的过渡物体轮廓被转化为位置约束和法向约束并添加到变分隐式曲面构造中，对于轮廓线上的点，它们的法向通过对确定轮廓线的开口上的两个点P和Q的法向通过沿轮廓线进行弧长插值得到；

4)采用变分隐式曲面定义光滑插值边界并且定义过渡曲面，该过渡曲面符合指定轮廓；

5)采用局部化的移动立方体算法，对过渡曲面进行多边形化并与已有模型进行无缝连接；

所述的局部化的移动立方体算法为：将隐式曲面所处的特定空间剖分成立方体子空间，对于每个立方体，根据其八个顶点的内外标志进行多边形化，并根据定义的隐函数进行采样；根据立方体的采样信息以及待融合物体的信息对立方体分类；

如果一个立方体的八个节点全部位于曲面的内部或全部位于曲面的外部，则该立方体将不会包含任何三角片，称之为E-Cube，其余的立方体称之为S-Cube；

如果一个S-Cube与给定的边界相交，则称为边界相交立方体；

如果S-Cube的26个邻居中有一个是边界相交立方体，则称该S-Cube为边界邻居立方体；

边界相交立方体和边界邻居立方体成为BS-Cube，

除了BS-Cube之外的位于感兴趣曲面片上S-Cube为有效曲面立方体；在有效曲面立方体上应用保拓扑的移动立方体算法抽取等值面；采用最优桥接三角化实现过渡网格与待融合物体的无缝连接；对过渡区域进行重新网格化改善网格质量。