[发明专利]一种网格建模方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种网格建模方法及装置。

背景技术

目前实体自动建模是计算几何领域的世界性难题，自然界的实体千奇百怪，还有人工制作或创造的实体，需要考虑的因素非常多。

传统的实体建模方法是用户通过大量的人工干预，对平剖面上的轮廓线相交打断，然后人为选择几条多段线连成局部三角网，一部分一部分拼接产生。而根据几条轮廓线形成局部三角网的算法也不成熟，构建的三角网失真，无法实用。

基于上面描述，亟需一种建模方法，以解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种网格建模方法及装置，以解决现有的建模方法需要大量人工干预的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明提供一种网格建模方法，包括：

S1.根据实体的平剖面轮廓划分网格；

S2.对每个网格单独建模；

S3.将建模后的网格进行拼接形成表面模型。

其中，所述步骤S1包括：

S11.对每一个剖面轮廓线计算质心点和法向量，确定多个轮廓线剖面；

S12.对所有剖面轮廓线求包围盒，将包围盒外部扩展30％建立包围盒实体，所述包围盒实体为立方体或长方体；

S13.利用轮廓线剖面去切割包围盒实体，得到多个切割体，在每个切割体上附着的轮廓线为一个单独网格；

S14.依次解析所有切割体上附着的轮廓线，得到所有的网格。

其中，所述步骤S2包括：

S21.对于每个网格，将网格中的单边域直接封闭为面；

S22.将网格中的五边以下、两边及两边以上的区域处理为四边域：两边的两个公共交点处各自产生一条虚拟边，重复n次，产生n条过渡线；三边域的其中两边的交点处虚拟出一条边，重复重复执行的次数为第三条边的顶点数，产生与第三条边顶点数相同个数的过渡线；四边域的每个对边采用同步前进法插入相应的顶点，使对边的顶点数相等，且对应点处的t值相等；所述t值为对应点处到起点的距离与边长度的比值；

S23.将网格中的五边及五边以上域按相邻段合并后长度最短的原则将其合并为四边域；

S24.对四边域进行如下建模：

通过同步前进法，两个对边的顶点数相等，顶点数分别为m和n，假定第一个对边为u，边分别为u₀和u₁，第二个对边为v，边分别为v₀和v₁，即需要构成m×n个顶点，每个顶点的x、y、z坐标根据四个角点坐标和相交处的四条边上的四个顶点坐标及t值，利用调和函数分别计算得到；

所述t值为四个顶点到起点的距离与边长度的比值。

第二方面，本发明提供一种网格建模装置，包括：

网格划分模块，用于根据实体的平剖面轮廓划分网格；

网格建模模块，用于对每个网格单独建模；

网格拼接模块，用于将建模后的网格进行拼接形成表面模型。

其中，所述网格划分模块具体用于对每一个剖面轮廓线计算质心点和法向量，确定多个轮廓线剖面；对所有剖面轮廓线求包围盒，将包围盒外部扩展30％建立包围盒实体，所述包围盒实体为立方体或长方体；利用轮廓线剖面去切割包围盒实体，得到多个切割体，在每个切割体上附着的轮廓线为一个单独网格。

其中，所述网格建模模块具体用于对于每个网格，将网格中的单边域直接封闭为面；将网格中的五边以下、两边及两边以上的区域处理为四边域：两边的两个公共交点处各自产生一条虚拟边，重复n次，产生n条过渡线；三边域的其中两边的交点处虚拟出一条边，重复执行的次数为第三条边的顶点数，产生与第三条边顶点数相同个数的过渡线；四边域的每个对边采用同步前进法插入相应的顶点，使对边的顶点数相等，且对应点处的t值相等；所述t值为对应点处到起点的距离与边长度的比值；将网格中的五边及五边以上域按相邻段合并后长度最短的原则将其合并为四边域；对四边域进行建模：通过同步前进法，两个对边的顶点数相等，顶点数分别为m和n，假定第一个对边为u，边分别为u₀和u₁，第二个对边为v，边分别为v₀和v₁，即需要构成m×n个顶点，每个顶点的x、y、z坐标根据四个角点坐标和相交处的四条边上的四个顶点坐标及t值，利用调和函数分别计算得到；所述t值为四个顶点到起点的距离与边长度的比值。