STL三角网格面沿外法线方向等距算法研究文献综述
2020-05-06 16:51:37
STL(stereolithography)文件是由美国3D SYSTEM公司提出的一种CAD系统与快速成型系统之间的数据交换格式,由于它格式简单,对三维模型建模方法没有特定的要求,因此得到广泛的应用,成为快速成型系统中事实上的标准文件输入格式。
STL文件只存放CAD模型表面的离散三角形面片信息,并且三角面片信息是无序存储的。
等距主要是对线/面实现平移操作,等距曲线/曲面也称为平行曲线/曲面,定义为沿原始曲线/曲而的法向与原始曲线/曲面距离一定的点的集合等距技术在数控加工中的刀具轨迹生成,带厚度薄片实体的计算机辅助设计,机器人的路径规划,实体造型中的混合操作等众多领域有着广泛的应用。
目前已有的成果主要集中在申一曲线/曲面等距研究上,对组合曲线/曲面等距研究尚很初步。
这里的单一曲线/曲面指C1(一阶参数)连续的曲线/曲面,组合曲线/曲面为C0连续的曲线/曲面,但随着应用领域需求(如数控加工中大多数产品的外形是组合曲面)范围的扩大,组合曲线/曲面等距逐渐成为了研究热点。
本课题是基于STL文件的三角网格面等距算法研究。
通过阅读相关文献,了解STL文件的特点和等距算法的基本原理;查阅并下载相关等距算法,在初步了解学习了相关编程算法的基础上将等距算法调试通过;对已调试通过的等距算法进行修改,增加图形显示接口;将修改好的算法应用于若干个数字模型,以验证其满足使用要求。
文献[1]中针对STL网格模型曲面特征边识别困难的问题,提出一种基于边和面的特征边提取方法。
首先遍历网格模型,自适应地获取二面角阈值并根据该阈值识别显性特征边;然后利用最小二乘法估算曲面上顶点的平均曲率,由此计算出三角形面片的近似曲率,并利用相邻三角形的曲率差值来判别其公共的隐性特征边是否为特征边,最后采用改进的断点处特征边提取算法形成完整的特征边界。
实验结果表明该方法能够有效地提取STL网格模型曲面网格的特征边,具有很好的鲁棒性。