研究曲面的两种方法论文

散点曲面重构是计算机图形学中的一个基本问题，针对这个问题提出了一种全新的基于核回归方法的散点曲面重构方法，使用二维信号处理方法中非参数滤波等成熟手段进行曲面重构。这种方法可以生成任意阶数连续的曲面，在理论上保证了生成曲面的连续性，可以自定义网格的拓扑，在曲率大或者感兴趣的局部能够自适应调整网格点的密度，生成的结果方便LOD建模，数据的拟合精度也可以通过调整滤波参数控制，算法自适应调整滤波器的方向，使结果曲面可以更好保持尖锐特征。同时在构造过程中避免了传统的细分曲面方法中迭代、Delaunay剖分和点云数据中重采样等时间开销大的过程，提高了效率。对于采样不均、噪声较大的数据。该算法的鲁棒性很好。实验表明这种曲面建模方法能够散点重构出精度较高的连续曲面，在效率上有很大提高，在只需要估计曲面和其一阶导数时，利用Nadaraya-Watson快速算法可以使算法时间复杂度降为O（N），远低于其他曲面重构平滑方法。同时算法可以对曲面的局部点云密度、网格顶点法矢等信息做有效的估计。重构出的曲面对类似数字高程模型（DEM）的数据可以保证以上的优点。但如果散点数据不能被投影到2维平面上，曲面重构就需要包括基网格生成、重构面片缝合等过程。缝合边缘的连续性也不能在理论上得到保证

毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的总结性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或理论问题进行科学研究探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。

随着生产技术的进步,以及市场经济的日益发展,企业在生产一款产品时,不仅对产品的功能性提出了较高的要求,而且对产品的外形设计也有较高的要求,要求产品具有流畅、个性和美观的外形设计,这样才能更好的提高产品的市场竞争力。反向工程技术是近些年发展起来的一系列分析方法和应用技术的组合,它在设计方法学的基础上,运用现代设计理论、方法和技术,结合各种专业技术人员的理论知识、工程设计经验和创新思维,对现有产品进行分析、深化和创新,实现产品到CAD模型的直接转换。目前,反向工程是一个高效、全新的模型重构方法,在很多领域都得到了广泛的应用。为此,本文以螺旋输送机螺旋叶片为研究对象,对反向工程技术在机械复杂轮廓零件中仿形设计进行了探索。论文首先分析了两种数据测量方法,即接触式测量方法和非接触式测量方法的优缺点;依据螺旋输送机螺旋叶片的表面特征,提出了螺旋输送机螺旋叶片数据测量的流程,并实现了螺旋输送机螺旋叶片的数据测量。接下来探讨了常用的几种数据处理技术,以螺旋输送机螺旋叶片点云数据的特征为依据,在常用的数据处理技术中,选择了适合螺旋输送机螺旋叶片的数据处理方法,并完成了螺旋输送机螺旋叶片的数据处理。在CAD模型重构方面,研究了两种曲面重构方法,即基于曲线的曲面重构方法和曲面片直接拟合的曲面重构方法,根据螺旋输送机螺旋叶片点云数据的质量和表面特征,选择了适合螺旋输送机螺旋叶片模型重构的方法,通过构建基础曲面和过渡曲面这两个步骤,完成了螺旋输送机螺旋叶片的CAD曲面重构。最后在模型检测技术方面,分析了现有模型检测方法的弊端,在此基础上,提出了螺旋输送机螺旋叶片模型的检测方法及检测步骤,并对已建构出的螺旋输送机螺旋叶片CAD模型进行了模型检测。

2 计算机图形学在曲面造型技术中的应用曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源于飞机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier 和B 样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体， 以插值（Intmpolation）、拟合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。2．1 从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。曲面变形（Deformation or Shape Blending）：传统的非均匀有理B 样条（NURBS）曲面模型，仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状，至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作；一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法，如扫掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋转法和拉伸法，也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法，于是产生了自由变形（fFD）法，基于弹性变形或热弹性力学等物理模型（原理）的变形法，基于求解约束的变形法，基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中Minkowski 和操作的曲面形状调配技术。2．2 从表示方法来看，以网格细分（Sub-division）为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。