NURBS曲面壓縮及離散數(shù)據(jù)顯示算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著CAD系統(tǒng)在工業(yè)領域應用的不斷拓展，自由曲線曲面數(shù)據(jù)的使用越來越普遍。鑒于NURBS方法描述的自由曲線曲面模型具備很強的通用性，當前的CAD系統(tǒng)多利用NURBS方法來描述自由曲線和曲面，并按照NURBS方法給出的各種控制頂點和權因子增加了圖形設計的靈活性，提供了強有力的幾何配套技術。但是，應用NURBS方法描述自由曲線和曲面帶來的問題是其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量會顯著的增加，且產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之間具有相關性和存在大量數(shù)據(jù)冗余。這就意味著在CAD系統(tǒng)下

2、，將有大量的曲線和曲面數(shù)據(jù)需要快速的進行傳輸。為了能夠高效地利用網(wǎng)絡帶寬，滿足高速數(shù)據(jù)傳送的需要，針對自由曲線和曲面的數(shù)據(jù)壓縮方法的研究變得日益重要起來。另一方面，除了用NURBS等精準的數(shù)學方程描述曲線曲面外，許多應用領域也用三角形網(wǎng)格表示曲面，特別在逆向工程中通過對掃描的數(shù)據(jù)點進行網(wǎng)格化顯示，因此，對離散數(shù)據(jù)曲面重構算法的研究也越來越受到重視。
　　 本文對NURBS曲線曲面壓縮及離散數(shù)據(jù)顯示算法進行研究，開展了以下方面的研

3、究工作：
　　 (1)以進一步去除數(shù)據(jù)冗余為目標，提出了一種基于控制頂點差分數(shù)據(jù)的NURBS自由曲面的數(shù)據(jù)優(yōu)化壓縮復原方法。該方法的設計思想是：首先以權因子為基礎的整合了坐標數(shù)據(jù)分量，即在盡量不增加運算量的基礎上，強調(diào)了控制頂點各個坐標分量與權因子應緊密聯(lián)系的重要性，讓原數(shù)據(jù)所具有的幾何意義與數(shù)據(jù)壓縮過程更緊密的聯(lián)系起來；然后利用離散余弦變換，對控制頂點坐標分量的差分值矩陣進行變換；最后進行量化壓縮處理，同時可以根據(jù)目標壓縮率選

4、取量化壓縮比，方法在有效壓縮數(shù)據(jù)的同時使傳送的壓縮數(shù)據(jù)中攜帶了壓縮復原數(shù)據(jù)的累積誤差。實例應用分析給出了壓縮復原數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)誤差，證明了在不顯著增加誤差的基礎上，此數(shù)據(jù)壓縮方法有效地減少了數(shù)據(jù)量。
　　 (2)提出了一種針對離散數(shù)據(jù)點的重建顯示算法。該算法利用離散數(shù)據(jù)點鄰近邊、點集反映出的局部拓撲和幾何信息，實現(xiàn)每個數(shù)據(jù)點的局部拓撲，并通過系列計算防止局部數(shù)據(jù)點的非法連接，以邊的增量擴展方式把局部三角網(wǎng)格拼接成一張封閉完