[发明专利]一种三维数字几何网格模型结构的自动修复方法

摘要

本发明公开了一种三维数字几何网格模型结构的自动修复方法，该方法将任意结构的三维数字几何网格模型转换为满足3D打印要求的水密二维流形三维数字几何网格模型。方法主要包括以下步骤：对输入网格模型进行体素化，将模型从多边形网格形式转化成由体素堆积的体表示形式，并将所得体素标记为内部体素、外部体素和边界体素；分析每个包含8个相邻体素的计算单元，根据其中内部体素、外部体素和边界体素的数量及相对位置，确定每个计算单元内部生成面片的方式，并由这些面片组成输出网格模型；检测并修复输出网格模型中的缺陷结构，校正输出网格模型中面片的法向量，并使用输入网格模型对输出网格模型进行校准获得最终的输出网格模型。

主权项

一种三维数字几何网格模型结构的自动修复方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，三维模型网格生成：借助输入网格模型体素化后得到的体表示作为中间状态，对输入网格模型进行处理，生成输出网格模型，包括体素化、边界提取和网格提取三个步骤：体素化包括：将输入网格模型的包围立方体空间均匀切割为N×N×N个体素，N为体素化的维数，并将所得体素分别标记为内部体素和外部体素，所述体素为输入网格模型的包围立方体空间被切割成的一组立方体；边界提取包括：根据内部体素和外部体素的相对位置，提取出处在内部体素和外部体素交界处的边界体素；网格提取包括：从所述边界体素中，生成顶点集合和三角面片集合，并将所有的三角面片组成输出网格模型；步骤二，三维模型网格优化：处理步骤一获得的输出网格模型，包括缺陷结构删除、面片法向量校正和模型校准三个步骤：缺陷结构删除包括：检测和删除输出网格模型中存在的缺陷结构，确保输出三维网格模型是水密二维流形网格模型；面片法向量校正包括：根据步骤122获得的内部体素、外部体素和边界体素标记结果，校正三角面片顶点序号的顺序；模型校准包括：将输出网格模型的顶点投影到输入网格模型的边上，使用输入模型对输出模型进行校准。