一种基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离散化的多重自由曲面建筑网格划分方法，属于建筑网格划分领域。本发明专利技术为实现存在裁剪、孔洞的多重自由曲面建筑网格划分，首先，将多重曲面分别离散并缝合，形成由大量小三角形面片组成的离散化曲面。其次，采用改进的误差扩散算法，在离散化曲面上按一定的密度进行初始布点。然后，采用空间距离的粒子动力松弛算法对点云进行初步均匀化，并应用曲面距离的k均值算法进行再次均匀化。接着，对均匀的点云求三角网格。最后，对网格进行拓扑优化和光顺优化。本发明专利技术算法可有效处理存在裁剪、孔洞的多重自由曲面，并得到均匀光顺的三角网格。

【技术实现步骤摘要】
一种基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法
本专利技术属于建筑网格划分领域，具体涉及一种基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法。
技术介绍
随着计算机辅助设计技术,特别是建模技术的发展，建筑师的创造力可以得到更好的发挥，自由曲面的建筑形式因其强力的视觉效果得到了人们的青睐。但是，对复杂的曲面进行网格划分十分困难，尚没有行之有效的方法。对自由曲面，采用显式或隐式方程都无法表达，常采用NURBS技术建模。而对于特别复杂的曲面，用单个NURBS曲面表达也甚为困难，乃至无法表达，此时需采用多个曲面来建模。由于NURBS曲面是由高阶非线性参数方程组表示的，一些经典的算法难以应用于NURBS曲面，而对于裁剪曲面特别是多曲面，则更为困难。早期的学者提出如波前推进法、Delaunay法、映射法等。但是这些方法在自由曲面应用有其局限性。现有的应对自由曲面的方法包括：使用空椭圆准则代替传统的空圆准则解决曲面Delaunay问题；应用黎曼度量改善映射变形；采用等面积曲面展开方法，改善从平面到曲面的映射关系。而对于多重曲面，现有的方法多是在各个曲面上分别划分网格，再进行调整。然而，此法曲面交界处可能会存在明显的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法，其特征在于，步骤如下：1)对多重曲面进行分别离散化并缝合，形成由三角形面片组成的离散化表示；2)采用改进误差扩散算法，在离散化曲面上按一定的密度进行初始布点；3)采用基于空间距离的粒子动力松弛算法对点云进行初步均匀化；4)采用基于曲面距离的k均值算法进行再次均匀化；5)对均匀的点云求基于曲面距离的Voronoi图，并获得三角网格；6)对三角网格进行拓扑优化；7)采用弹簧质点法对三角网格进行光顺优化。

【技术特征摘要】
1.一种基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法，其特征在于，步骤如下：1)对多重曲面进行分别离散化并缝合，形成由三角形面片组成的离散化表示；2)采用改进误差扩散算法，在离散化曲面上按一定的密度进行初始布点；3)采用基于空间距离的粒子动力松弛算法对点云进行初步均匀化；4)采用基于曲面距离的k均值算法进行再次均匀化；5)对均匀的点云求基于曲面距离的Voronoi图，并获得三角网格；6)对三角网格进行拓扑优化；7)采用弹簧质点法对三角网格进行光顺优化。2.如权利要求1所述的基于离散化的多重曲面建筑网格划分方法，其特征在于，所述的改进误差扩散算法步骤如下：2.1)根据每一三角形面片的面积计算该面片的基础密度ρ′T其中，n为曲面上欲布置点的总数，AT为三角形面片的面积，A为离散曲面总面积；2.2)根据给定的密度分布函数与曲率函数修正基础密度，得到各三角形面片的密度ρTρT＝ρ′Tfρ(T)fk(T)其中，fρ(T)为密度修正函数；fk(T)为曲率修正函数；2.3)将三角形面片的密度转移至节点其中，ρN为节点密度，N∈T表示节点N属于三角形T；2.4)选择一个点作为起始节点，加入队列；2.5)取出队列首节点，如果该节点的密度值已累积到阈值t，则进行一次随机判定，以概率p在该节点布置一个点，并将该节点的密度减1；其中，阈值t采用变化值，随着访问点数的增加而逐渐增大；2.6)将节点的密度平均地扩散给周围未被访问的节点，并将它们加入队列，将本节点标记为已访问；2.7)若队列为空，结束并转到步骤3)；否...

【专利技术属性】
技术研发人员：高博青，李铁瑞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33