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传统的三维造型工具适用于精确模型的制作,需要一定的时间才可以掌握。基于自由手绘的草图工具极大地简化了设计,对草图进行模型创建是现阶段计算机图形学方面一个很热的话题,本课题主要研究基于球B样条和徒手画的三维造型技术。用户只需要在屏幕上输入一些二维轮廓线,系统会自动识别生成三维模型,与以前研究不同,本课题的在建立模型方面采用基于球B样条的造型技术。
本文提出了基于球B样条来构建三维模型,球B样条曲线曲面在B样条曲线曲面的基础上,在控制点上增加了半径信息,它具有和B样条类似的性质和运算。球B样条曲线曲面有严格的数学定义和良好的特性,使以球B样条曲线曲面为模型基础绘制出的物体具有良好的数学基础,精确有效的计算,操作变形更加方便灵活
理论基础方面,主要介绍球B样条相关理论,包括其定义、计算和具体的操作;骨架线提取方面,主要介绍骨架线的定义,详述目前比较常用的骨架线提取算法,三角剖分方面,主要讲解delaunay三角剖分相关理论知识,并简单介绍几种主流算法。
模型建立方面,用户输入后,首先对二维轮廓线进行提取,提取后采用限定delaunay三角剖分将其三角化,提取并简化骨架线,计算球B样条曲面所需控制顶点和控制半径,得到相关数据后,建立基于球B样条曲面的三维自由体模型。
模型绘制方面,主要阐述非真实感绘制相关理论,包括其发展历史、应用领域和主要的绘制方式,之后简单介绍本研究生成的模型在绘制方面的优势。