[发明专利]一种隐式曲面随机点云生成器

摘要

本发明涉及一种隐式曲面随机点云生成方法，生成沿隐式方式描述的曲面分布的随机点云，并能保证点云在曲面上处处同等稠密，且在法线方向呈标准差一致的正态分布。具体步骤是：输入隐式曲面及其偏导函数、三维区域和点云规格参数，反复地在指定三维区域均匀地生成随机点，然后根据隐函数值和梯度模计算点到隐式曲面的近似距离，对不同距离的点按不同的概率加入点云或丢弃重取。一方面，在三维区域内随机取的点均匀分布，能使点云在曲面上处处同等稠密。另一方面，不同距离的点加入点云的概率依据正态分布密度函数确定，能使点云在曲面法向呈正态分布。

主权项

一种隐式曲面随机点云生成方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)定义并输入隐式曲面的隐函数G(x,y,z)、隐函数的梯度函数和有界区域Ω＝[a1,a2]×[b1,b2]×[c1,c2]，即隐函数的输入形式为一个函数指针，梯度函数的输入形式是三个函数指针，有界区域的输入形式是六个浮点数；同时定义并输入点云的两个规格参数：厚度标准差σ和点数N；(2)估算隐函数G(x,y,z)在区域Ω上的最大梯度模M；(3)在有界区域Ω＝[a1,a2]×[b1,b2]×[c1,c2]内取随机点P＝(xP,yP,zP)；(4)计算函数值G(xP,yP,zP)、梯度向量▽G(xP,yP,zP)和(5)若|G(xP,yP,zP)|＞λMσ，回到步骤(3)，其中λ为截尾倍数；(6)在区间[0,1]中取随机数v，若将点P加入点云，其中φ0,1(x)表示均值为0、标准差为1的正态分布密度函数的指数函数部分，否则回到步骤(3)；(7)若点云的点数不足N，回到步骤(3)继续，否则结束。