[发明专利]基于立方体棱边共享等值点的加速改进算法

权利要求书

1.一种基于立方体棱边共享等值点的加速改进算法，其特征在于包括如下步骤：

1)用一个全局数组变量保存一个立方体的每条棱边的相关信息，包括该条棱边是否有等值点，以及等值点的坐标值和法向量；

2)计算等值点的坐标值，包括如下步骤：

a)在计算等值点之前，先判断此棱边是否有等值点，如果此棱边有等值点，则直接把已经存在数组里的数据提取出来用于计算三角面片；如果此棱边没有等值点，跳到步骤b)；

b)通过线性插值计算等值点的坐标和法向量，把当前体素的棱边的等值点记录下来，以及对共享这条棱边的其他体素的棱边的等值点给予赋值；

3)用Marching Cubes算法计算三角面片，并通过GPU加速图像处理软件处理生成的三角面片，绘制得到三维图形。

2.如权利要求1所述的基于立方体棱边共享等值点的加速改进算法，其特征在于：步骤3)是采用双线程Marching Cubes算法同时运算生成三角面片，并汇总生成的三角面片，然后通过GPU加速图像处理软件处理三角面片，绘制得到三维图形。

3.如权利要求1所述的基于立方体棱边共享等值点的加速改进算法，其特征在于，所述步骤2)的b)子步骤包括如下三个方面：

1)将当前体素表示为grid[i][j][k]，表示该立方体是在X方向的第i个，Y方向的第j个，Z方向的第k个；其中i、j、k为正整数；

2)记录下来的当前体素的棱边的等值点仅包括x，y，z方向上的三个面的9条棱边的等值点，该三个面表示为面[1、10、5、9]，面[2、10、6、11]，面[6、5、4、7]，每个面分别由4条棱边表示，共有9条棱边，分别表示为棱边1、棱边10、棱边5、棱边9、棱边2、棱边4、棱边11、棱边6、棱边7；

3)所述当前立方体的9条棱边与共享该9条棱边的其他体素的棱边的等值点对应，其对应关系如下：

棱边1与grid[i+1][j][k]的棱边3有相同等值点；

棱边10与grid[i+1][j][k]的棱边11和grid[i][j+1][k]的棱边9有相同等值点；

棱边5与grid[i+1][j][k]的棱边7和grid[i][j][k+1]的棱边1有相同等值点；

棱边9与grid[i+1][j][k]的棱边8有相同等值点；

棱边2与grid[i][j+1][k]的棱边0有相同等值点；

棱边4与grid[i][j][k+1]的棱边0有相同等值点；

棱边11与grid[i][j][k+1]的棱边8有相同等值点；

棱边6与grid[i][j+1][k]的棱边4和grid[i][j][k+1]的棱边2有相同等值点；

棱边7与grid[i][j][k+1]的棱边3有相同等值点。