[发明专利]一种提取和分类可展网格曲面的方法

说明书

本发明公开了一种提取和分类可展网格曲面的新方法，在建立三角网格曲面模型后，进行提取泛可展区域，然后对泛可展区域寻找用来创建条带区域的边界顶点位置，通过边界顶点位置来对泛可展区域进行条带区域创建，再对条带区域进行直纹面方程拟合，进而对直纹面方程是否满足可展条件进行判断，如果满足则可确定可展类型，如果不满足，则对条带区域一分为二，再次对条带区域进行直纹面方程拟合，直到满足可展条件才结束。本发明方法有识别切线曲面的能力，能提取出连续柱面和连续锥面；识别的各种类型的可展曲面与模型真实的可展区域非常地接近。本发明方法的结果因为对提取出的可展曲面网格按可展类型精确地分片分类而对以后的网格处理更加有利。

技术领域

本发明涉及逆向工程的实物测量数据的三角网格模型，具体涉及一种提取和分类可展网格曲面的方法。

背景技术

可展曲面被定义为可以没有任何伸展或收缩地展开成平面的那些曲面，它包含三种情况：圆柱面(或称柱面)、圆锥面(或称锥面)和切线曲面。可展曲面有一个关键性质：可展曲面上点的高斯曲率为0。

如果三角网格曲面是可展的或近似可展的，其到平面的参数化将是一个等距或近似等距的映射，这种情况下的网格处理(如四边形化、纹理映射和重新网格化)将完全或尽可能完全地保存原三角网格曲面的几何特征和连续性，从而使这些进一步的网格处理因失真更小变得更加有效。所以，在进行网格处理时，将可展或近似可展的网格曲面提取出来，进行单独的处理，可以得到这些区域更完美的网格处理效果，从而有利于从整体上提高网格处理的质量。

获得可展曲面网格区域的以往方法分为两类：全局的方法和局部的方法。全局的方法就是将整个网格模型进行分割以在全局上得到尽可能可展的网格面片。全局的网格分割方法所得的面片不是纯可展的，虽然这些面片能覆盖整个曲面网格模型，但并不利于进一步的网格处理。局部的方法是直接从网格模型中提取可展或尽量可展的网格面片。局部的方法提取的是纯粹可展网格面片，这类方法符合对可展区域进行隔离网格处理的目标。

以往的从三角表面网格模型提取可展曲面网格区域的局部传统方法，存在一些不足，概括起来，主要有三点：不能识别和提取全部的可展网格曲面、不能对提取的可展网格曲面进行可展类型分类、不能提取连续可展曲面。在以往的局部传统方法中，其中一些方法仅仅能识别柱面和锥面，并没有识别切线曲面的能力，并且有的方法也并没有将识别出的柱面和锥面分离开；其他方法仅仅广泛地识别出了可展网格曲面，并没有将其按可展类型进行分片分类。此外，传统方法提取出的柱面或锥面网格区域分别只属于单个的圆柱或圆锥，而实际研究和工程应用中提取属于同一可展类型的连续可展网格曲面片更有利于下一步的网格处理。所以有必要克服传统方法的这些不足，完成从三角曲面网格模型中对切线网格曲面进行精确提取、对连续可展曲面网格进行提取和对提取的可展曲面网格按可展类型进行精确的分片分类。

发明内容

本发明为同时克服以上传统的局部类提取可展曲面方法的缺点，并为了对不同可展类型的可展区域进行单独的网格处理，提出了一种提取和分类可展网格曲面的方法。本发明方法的目的是从曲面网格模型中全面而广泛地提取可展网格曲面(高斯曲率为0、不进行可展类型分类的可展网格曲面，称为泛可展网格曲面)，并把获得的面片按三个可展类型精确地分片和分类，并且保证得到的柱面和锥面中尽可能多的是连续可展网格曲面。本发明方法是通过利用高斯曲率提取和拟合两个基本的步骤来进行操作的。

方法的目标是从三角网格曲面中提取泛可展曲面网格，并且把提取的泛可展网格曲面分片以精确地分成三类：柱面、锥面和切线曲面，其中柱面和锥面中尽可能地包含连续可展曲面。本发明方法包括以下五个步骤：

①通过设定网格顶点高斯曲率的阈值来提取三角网格曲面模型的平面区域和泛可展曲面网格区域。