[发明专利]一种区域增长法与雕刻法相结合的三角网格曲面重建算法

权利要求书

1.一种区域增长法与雕刻法相结合的三角网格曲面重建算法，其特征在于，其包括如下的步骤：

S1：对输入的散乱点进行区域增长法，得到带有不平整洞的初始曲面；所述不平整洞指洞上边向洞上点的拟合切平面上投影会发生交叠的洞；

S2：对初始曲面上存在的不平整洞进行洞扩展，得到带有平整洞的曲面；

S3：对平整洞上的点和未连接到曲面的点按其位置进行分块；

S4：对所分块的每一块的点分别按照改进后的雕刻法进行重建，得到重建表面三角形集合T；

S5：从洞上边开始用区域增长法进行曲面生长，优先选择集合T中的三角形；

S6：对最后曲面上剩余的洞进行扩展和修补。

2.根据权利要求1所述的一种区域增长法与雕刻法相结合的三角网格曲面重建算法，其特征在于，所述步骤S4具体包括如下步骤：

S41：对所分块中的所有点做三维Delaunay，得到四面体集合E；

S42：计算离任一采样点P的最近的K个点，K值为30，这K个点记录为P的邻近点；从组成E的三角形集合中找到三个顶点两两互为对方邻近点的三角形，这些三角形称为规则三角形；计算所有规则三角形的最小外接圆半径的平均值R_ave，则半径度量值R_mea＝a*R_ave，a值为1.5；

S43：找到在四面体集合E中只连接一个四面体的三角面，这些三角面为当前表面上的三角面；找到当前所有表面上的三角面所连接的四面体，组成集合T，计算T中四面体的最小外接球半径R，将R的大小作为优先级将四面体按R从高到低的顺序放到队列Q中；

S44：找到Q中优先级最高的四面体t，进行初步删除表面四面体操作；

S45：对当前保留的四面体集合E，进行寻找可打通的通道操作，其具体如下步骤：

S451：找到当前所有表面上的三角面所连接的四面体，组成集合T’，计算T’中四面体的最小外接球半径R，将R的大小作为优先级将四面体按R从高到低的顺序放到队列Q’中；

S452：找到Q’中优先级最高的四面体t；

若t最小外接球球心在当前E集合所有四面体的外部，且满足只有一个三角面在表面上，该三角面的对顶点不在表面上，则进行S453，否则进行S454；

若t最小外接球球心在当前E集合所有四面体的外部，且满足有两个三角面在表面上，t中除这两个三角面外的另外两个三角面的公共边不在表面上，则进行S453，否则进行S454；

S453：将t从E和Q’中删除，并求出删除该四面体后新露出的面所连接四面体的最小外接球半径R，以R为优先级按顺序放入Q’中，以Q’中优先级最高的四面体作为处理对象t，重新执行步骤S452；

S454：若t有两个三角面t1、t2在表面上，除t1、t2外的另外两个三角面的公共边e也在表面上，且满足t的最小外接球球心在当前E集合所有四面体的外部、t1和t2的外接圆半径至少有一个大于R_mea值、t1、t2至少有一个不是规则三角形，则进行打开通道步骤后，重新执行步骤S452，否则执行步骤S455；

S455：若t有一个三角面t1在表面上，t1在t中的对顶点P也在表面上，且满足t的最小外接球球心在当前E集合所有四面体的外部、t1的最小外接圆半径大于R_mea值、t1不是规则三角形，则进行打开通道步骤后，重新执行步骤S452，否则执行步骤S456；

S456：若t有三个或四个三角面在表面上，则将t从E和Q’中删除，并求出删除该四面体后新露出的面所连接四面体的外接球半径R，以R为优先级按顺序放入Q’中，以Q’中优先级最高的四面体作为处理对象t重新执行步骤S452，否则执行步骤S457；

S457：若t不是Q’中优先级最低的四面体，则跳过四面体t从步骤S452开始进行下一优先级四面体的判断；否则，步骤S45结束；

S46：检测粘连点；若此时E集合中保留的四面体的表面上的顶点出现连接的三角形组成的面数大于1的情况，将这些三角形按照其所在的面将其所连接的四面体分成不同的类，计算每一类四面体的最小外接球半径的平均值R_ave，将R_ave最小的一类保留，其他类的四面体删除。