一种三维模型的生成方法技术

本发明专利技术公开一种三维模型的生成方法，以多面体为初始拓扑结构，选取其中一个节点作为原节点，将原节点裂变为若干新节点，所述新节点的个数与原节点的节点度相等；所述裂变过程为从原节点出发沿与之相连的所有棱滑动一段距离后，在每条棱上生成一个新节点，将各个新节点依次相连，并删除原节点，原节点位置形成空穴。本发明专利技术通过拓扑裂变的方式生成新的三维模型，新的三维模型通过拓扑裂变可继续扩展，并且能够在扩展拓扑结构的同时保持网络拓扑结构的原有特性；避免了通过在三维模型外侧增加行或列的方法扩展而造成的三维模型失去其原有的特性、导致网络性能下降的问题。

A method of generating 3D model

The invention discloses a method for generating 3D models, with polyhedron initial topology, select one of the nodes as the original node, the node split into several new nodes, nodes is equal to the number and the original node of the new node; the fission process along all the edges connected with the slide a distance from the original point of departure day, create a new node in each row, each new node is connected, and delete the original node, the original node position to form a hole. The 3D model is generated by the topology of fission, three-dimensional model of the new topology by fission can continue to expand, and can be extended in topology while maintaining the original characteristics of the network topology; avoid the 3D model caused by increasing the expansion method of row or column in the three-dimensional model of the lateral lose its original characteristics and lead to the decline of the network performance problems.

【技术实现步骤摘要】
一种三维模型的生成方法
本专利技术属于网络拓扑结构领域，特别是涉及到一种三维模型的生成方法。
技术介绍
网络拓扑结构的研究在各领域都起到越来越重要的作用，例如网络拓扑结构应用在超大规模集成电路领域，对大规模多处理器系统的性能有非常重要的影响，或者网络拓扑结构应用在通信领域，对整个通信系统的性能至关重要，因此，对网络拓扑结构的要求也越来越高。在网络拓扑结构中，良好的可扩展性，是衡量其性能的一个重要指标，很多拓扑结构具有非常优良的特性，但本身却不具备可扩展性，例如柏拉图立体模型，满足欧拉公式，具有旋转对称性、可平面化等重要特性，但是如果想扩展，在外侧增加节点数量，则会失去其原有的特性，导致网络性能下降。因此，如何设计一种拓扑结构扩展方法，能够在扩展拓扑结构的同时保持网络拓扑结构的原有特性，是亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种三维模型的生成方法，能够在扩展拓扑结构的同时保持网络拓扑结构的原有特性。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种三维模型的生成方法，以多面体为初始拓扑结构，选取其中一个节点作为原节点，将原节点裂变为若干新节点，所述新节点的个数与原节点的节点度相等；所述裂变过程为从原节点出发沿与之相连的所有棱滑动一段距离后，在每条棱上生成一个新节点，将各个新节点依次相连，并删除原节点，原节点位置形成空穴。进一步的，所述裂变后的新节点作为原节点进行下一级裂变，所述下一级裂变的级数为正整数。更进一步的，所述下一级裂变后生成的新拓扑结构，与所有空穴构成的空穴树结构，共同构建组合拓扑结构模型。进一步的，所述多面体拓扑结构的所有节点同时进行同步裂变。更进一步的，所述同步裂变后的新节点作为原节点进行再同步裂变，所述再同步裂变的次数为正整数。再更进一步的，所述再同步裂变后生成的新拓扑结构，与所有空穴构成的空穴树结构，共同构建组合拓扑结构模型。更进一步的，所述作为初始拓扑结构的多面体为柏拉图立体，即正多面体。再更进一步的，所述柏拉图立体的裂变公式为：其中P4、P6、P8、P12、P20代表柏拉图立体的五种正多面体结构；I代表裂变级数。本专利技术还提出一种通信网络，所述通信网络为应用上述拓扑结构扩展方法得到的可扩展通信网络。本专利技术还提出一种三维片上网络，所述三维片上网络为应用上述拓扑结构扩展方法得到的可扩展三维片上网络。相对于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术具有内生长性，通过拓扑裂变的方式生成新的三维模型，新的三维模型通过拓扑裂变可继续扩展，并且能够在扩展拓扑结构的同时保持网络拓扑结构的原有特性；避免了通过在三维模型外侧增加行或列的方法扩展而造成的三维模型失去其原有的特性、导致网络性能下降的问题；(2)本专利技术具有自相似性，发生一次拓扑裂变后裂变模型的顶点度数均为3，从二级裂变开始每个节点都拓扑裂变成由3个节点形成的三角形、存在同样的拓扑裂变规律；(3)本专利技术具有精细结构，随着拓扑裂变次数的增加多级拓扑裂变模型不断产生更精细的结构，趋于无穷时将产生更多相同的结构，各级拓扑裂变模型之间表现出广义的分形特征；(4)本专利技术裂变后生成的新拓扑结构，与所有空穴构成的空穴树结构，共同构建组合拓扑结构模型，组合拓扑结构模型为新型高强度的组合模型；(5)本专利技术具有低节点度特征，即各级裂变产生的模型所有节点度均为3；(6)本专利技术应用范围涉及多个
，例如可用于研究群论和对称性研究、图论、网络拓扑结构设计、超分子结构设计、各种结构的修复、集成电路的修复、自相似性与数据结构等；(7)本专利技术具有很好的艺术价值，对美学鉴赏、景观设计、建筑结构设计、艺术品设计、立体构成研究、益智玩具设计均有指导意义。附图说明图1(a)为正四面体球棍模型；图1(b)为正六面体球棍模型；图1(c)为正八面体球棍模型；图1(d)为正十二面体球棍模型；图1(e)为正二十面体球棍模型；图2(a)为正四面体一级拓扑裂变模型；图2(b)为正六面体一级拓扑裂变模型；图2(c)为正八面体一级拓扑裂变模型；图2(d)为正十二面体一级拓扑裂变模型；图2(e)为正二十面体一级拓扑裂变模型；图2(f)为正四面体二级拓扑裂变模型；图2(g)为正六面体二级拓扑裂变模型；图2(h)为正八面体二级拓扑裂变模型；图2(i)为正十二面体二级拓扑裂变模型；图2(j)为正二十面体二级拓扑裂变模型；图3(a)为正四面体一级拓扑裂变模型平面图；图3(b)为正六面体一级拓扑裂变模型平面图；图3(c)为正八面体一级拓扑裂变模型平面图；图3(d)为正十二面体一级拓扑裂变模型平面图；图3(e)为正二十面体一级拓扑裂变模型平面图；图3(f)为正四面体二级拓扑裂变模型平面图；图3(g)为正六面体二级拓扑裂变模型平面图；图3(h)为正八面体二级拓扑裂变模型平面图；图3(i)为正十二面体二级拓扑裂变模型平面图；图3(j)为正二十面体二级拓扑裂变模型平面图；图4为正二十面体四级裂变留下的“空穴树”示意图；图5(a)为正四面体拓扑裂变模型与“空穴树”组合模型；图5(b)为正六面体拓扑裂变模型与“空穴树”组合模型；图5(c)为正八面体拓扑裂变模型与“空穴树”组合模型；图5(d)为正十二面体拓扑裂变模型与“空穴树”组合模型；图5(e)为正二十面体拓扑裂变模型与“空穴树”组合模型。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面以柏拉图立体作为初始结构，结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。1、柏拉图立体简介：柏拉图立体是正多面体的别称、是指各面都是全等的正多边形且每一个顶点所连接的面数都是一样的凸多面体，而且已经证明这样的立体只存在以下五种：正四面体(Tetrahedron)、正六面体(Cube/Hexahedron)、正八面体(Octahedron)、正十二面体(Dodecahedron)和正二十面体(Icosahedron)，如图1(a)至图1(e)所示。柏拉图立体由古希腊人发现，当时柏拉图的朋友特埃特图斯告诉了柏拉图这些立体，柏拉图便将这些立体写进了《提玛友斯》内，其作法收录在《几何原本》的第13卷，于是后人就将这5种正多面体统称为柏拉图立体。柏拉图立体特性如表1所示：表1类型面数棱数顶点数每面边数每顶点度数正4面体46433正6面体612843正8面体812634正12面体12302053正20面体203012352、柏拉图立体拓扑裂变与拓扑裂变模型2.1拓扑裂变概念的提出在网络拓扑结构的研究中，经常采用柏拉图立球棍模型作为网络拓扑结构，这些拓扑结构有许多优良特性，但其本身不具备可扩展性。假如能采取某种方式以柏拉图立体顶点为基准来增加节点数量，就可以设计出更多新的网络拓扑结构。对此许多研究者想了多种方法，如超立方体结构等，但由于n-超立方体的节点度随着n的增加而增加，n的增加使网络信息传递变得困难、网络性能下降。为解决这些问题，本专利技术提出柏拉图立体拓扑裂变的概念，即沿着每个顶点(源节点)所连接的每一个棱滑动一段距离后增加一个节点，并将增加的节点绕源节点依次连接起来，然后切断这些新增节点与源节点的连接，使源节点成为孤立节点并将其删除，这样就完成了柏拉图立体的一次裂变，每一次裂变都会使网络的规模增大。2.2柏拉图立体拓扑裂变过程以正二十面体为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维模型的生成方法，其特征在于，以多面体为初始拓扑结构，选取其中一个节点作为原节点，将原节点裂变为若干新节点，所述新节点的个数与原节点的节点度相等；所述裂变过程为从原节点出发沿与之相连的所有棱滑动一段距离后，在每条棱上生成一个新节点，将各个新节点依次相连，并删除原节点，原节点位置形成空穴。

【技术特征摘要】
1.一种三维模型的生成方法，其特征在于，以多面体为初始拓扑结构，选取其中一个节点作为原节点，将原节点裂变为若干新节点，所述新节点的个数与原节点的节点度相等；所述裂变过程为从原节点出发沿与之相连的所有棱滑动一段距离后，在每条棱上生成一个新节点，将各个新节点依次相连，并删除原节点，原节点位置形成空穴。2.根据权利要求1所述的一种三维模型的生成方法，其特征在于，所述裂变后的新节点作为原节点进行下一级裂变，所述下一级裂变的级数为正整数。3.根据权利要求2所述的一种三维模型的生成方法，其特征在于，所述下一级裂变后生成的新拓扑结构，与所有空穴构成的空穴树结构，共同构建组合拓扑结构模型。4.根据权利要求1所述的一种三维模型的生成方法，其特征在于，所述多面体拓扑结构的所有节点同时进行同步裂变。5.根据权利要求4所述的一种三维模型的生成方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大坤，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12