[发明专利]一种数字牙网格模型的孔洞修补方法

权利要求书

1.一种数字牙网格模型的孔洞修补方法，其特征在于，包括步骤：

(1)输入数字牙网格模型，自动搜索数字牙网格模型的边界并显示该边界的所有顶点；

(2)交互选取上述顶点内属于孔洞边界的顶点作为孔洞边界的起止顶点，基于所述的起止顶点构造封闭的孔洞边界；

(3)采用向前波推进算法对所述的封闭的孔洞边界内的封闭区域进行三角网格填充，并自动生成网格拓扑，生成封闭区域的网格曲面，得到经孔洞修补的数字牙网格模型；

(4)采用最小二乘网格算法优化上述封闭区域及原始牙网格模型边界附近的网格曲面，得到优化后的经孔洞修补的数字牙网格模型。

2.如权利要求1所述的数字牙网格模型的孔洞修补方法，其特征在于，步骤(1)中，所述自动搜索数字牙网格模型的边界，包括步骤：

(1.1)寻找牙网格模型边界上的一个种子顶点：寻找的判定准则如下：

通过检查输入的数字牙网格模型中的所有顶点，查找环绕顶点的相邻三角形的数目与邻边数目，将查找到的第一个相邻三角形数目与邻边数目不等的顶点作为牙网格模型边界的种子顶点；

(1.2)使用上述判定准则从上述种子顶点出发对数字牙网格模型顶点作广度优先遍历，将符合上述判定准则的顶点作为牙网格模型边界的顶点，直到所述牙网格模型边界的顶点形成一条闭合的回路，该闭合的回路即为搜索得到的数字牙网格模型的边界。

3.如权利要求1所述的数字牙网格模型的孔洞修补方法，其特征在于，所述的步骤(2)，进一步包括步骤：

(2.1)用鼠标交互地选择两个原网格边界顶点内属于孔洞边界的顶点作为孔洞边界的起止顶点；

(2.2)以原始网格边界的网格距离平均值为长度离散上述起止顶点之间的连线，离散后的连线与原始网格模型部分边界的顶点构成一个封闭的孔洞边界。

4.如权利要求1所述的数字牙网格模型的孔洞修补方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的采用向前波推进算法对所述的封闭的孔洞边界内的封闭区域进行三角网格填充，以及自动生成网格拓扑并生成封闭区域的网格曲面，包括步骤：

(3.1)计算封闭孔洞边界各个顶点的第一相邻边以及第二相邻边之间的夹角；其中，所述的第一相邻边为上述顶点与顺时针的第一后继顶点之间的连线，所述的第二相邻边为上述顶点与逆时针的第二后继顶点之间的连线；

(3.2)选择上述夹角最小的顶点作为目标顶点，在所述目标顶点第一相邻边以及第二相邻边之间的平面内生成新的顶点和/或三角形；

(3.3)检测封闭孔洞新的顶点与其他每个封闭孔洞的各个顶点的距离关系；

(3.4)设定距离关系的最小距离值min dis；

当存在新的顶点与某一顶点的距离小于最小距离值min dis，则对新的顶点与该顶点进行合并；

(3.5)更新所有顶点的夹角值；

(3.6)重复步骤(3.1)～(3.5)，直到孔洞边界的顶点数目为零。

5.如权利要求4所述的数字牙网格模型的孔洞修补方法，其特征在于，步骤(3.2)中，所述的在目标顶点第一相邻边以及第二相邻边之间的平面内生成新的顶点和/或三角形，包括如下步骤：

(3.2.1)如果目标顶点的夹角值小于75°，直接连接第一后继顶点与第二后继顶点，构成一个新的三角形；

(3.2.2)如果目标顶点的夹角值大于等于75°且小于135°，则在目标顶点及其后继顶点所在平面上生成一个新的顶点，所述的新的顶点在所述目标顶点的夹角的平分钱上，将所述新的顶点分别与目标顶点、第一后继顶点、第二后继顶点相连，构成两个新的三角形；

(3.2.3)如果目标顶点的夹角值大于等于135°，则在目标顶点及其后继顶点所在平面上生成两个新的顶点，所述的两个新的顶点分别在所述目标顶点夹角的两条三分之一平分线上，将所述两个新的顶点分别与目标顶点、第一后继顶点、第二后继顶点相连，构成三个新的三角形。