一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法，能够在保证高分辨率的情况下，获得STL模型的精确地体素化表达，且实现了分辨率与存储量之间的平衡。包括如下步骤：建立产品的光固化立体造型STL模型，对STL模型进行几何数据提取和拓扑关系重建，得到STL模型的边界表示法Brep数据。计算STL模型的包围盒大小。在STL模型的包围盒内逐层生成正方体单元，并将所生成的正方体单元与Brep数据所表示的模型进行布尔交运算，得到相应位置处的体素单元，组成体素模型。提取体素模型的Brep数据，并添加物性信息，得到精确体素化模型。采用精确体素化模型进行增材制造。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法
本专利技术涉及产品三维建模
，具体涉及一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法。
技术介绍
随着虚拟现实、增材制造、三维仿真、地形模拟、三维游戏等技术的发展，在产品的三维建模方面，对全物性信息建模的要求越来越明显。然而，传统的计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD)系统对实体模型的表示主要基于分解表示、构造表示和边界表示三种建模方法，这些建模方法只能表示出物体的外表面信息，无法表示颜色、材料等物性信息。为了弥补传统CAD建模方法的不足，很多研究者提出了基于模型体素化的建模方法，即将传统格式的模型如STL模型通过体素化分解成多个大小相同的正方体单元(称为体素单元)。通过添加材料颜色等信息到每一个体素单元来实现模型的物性表达。但是，这些目前已有的方法(统称为一般体素化方法)，都仅仅是对模型的近似体素化，无论是内部体素单元还是边界体素单元，都是用正方体表示，这就会造成模型精度与存储量之间的矛盾。分辨率越大，即体素数量越多，体素模型越接近于原模型，但是大大增加存储量，影响模型的操作性能；而如果降低分辨率，则会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法，其特征在于，包括：步骤一、建立产品的光固化立体造型STL模型，对所述STL模型进行几何数据提取和拓扑关系重建，得到所述STL模型的边界表示法Brep数据；步骤二、计算所述STL模型的包围盒大小；步骤三、在所述STL模型的包围盒内逐层生成正方体单元，并将所生成的正方体单元与所述Brep数据所表示的模型进行布尔交运算，得到相应位置处的体素单元，组成体素模型；步骤四、提取所述体素模型的Brep数据，并添加物性信息，得到精确体素化模型；步骤五、采用所述精确体素化模型进行增材制造。

【技术特征摘要】
1.一种基于STL模型精确体素化的产品物性建模方法，其特征在于，包括：步骤一、建立产品的光固化立体造型STL模型，对所述STL模型进行几何数据提取和拓扑关系重建，得到所述STL模型的边界表示法Brep数据；步骤二、计算所述STL模型的包围盒大小；步骤三、在所述STL模型的包围盒内逐层生成正方体单元，并将所生成的正方体单元与所述Brep数据所表示的模型进行布尔交运算，得到相应位置处的体素单元，组成体素模型；步骤四、提取所述体素模型的Brep数据，并添加物性信息，得到精确体素化模型；步骤五、采用所述精确体素化模型进行增材制造。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一包括如下具体步骤：步骤11、不重复提取所述STL模型中所有点的坐标，并对每个点赋予索引号，存入顶点链表；对所述STL模型中的所有边，提取组成每条边的顶点，并对每条边赋予索引号，存入边链表；对模型中的所有面，获取组成每个面的边，设定组成每个面第一条边的方向与此面的法向量符合右手定则，存入面链表；步骤12、根据所获得的顶点链表、边链表和面链表建立面、边、顶点之间的拓扑关系，构造得到所述STL模型的Brep数据。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤11中，不重复提取所述STL模型中所有点的坐标，并对每个点赋予索引号，存入顶点链表，具体包括如下步骤：S1、建立顶点链表，顶点链表初始为空；S2、获取STL模型中的第i个顶点，i初始值为1，判断所获取的当前顶点是否存在于所述顶点链表中，若不存在，则将当前顶点的坐标存入所述顶点链表中，否则获取i自增1；S3、判断i的值是否小于或等于所述STL模型中顶点的总数，若是，则返回S2，否则，对于顶点链表中所有顶点赋予索引号。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤11中，对所述STL模型中的所有边，提取组成每条边的顶点，并对每条边赋予索引号，存入边链表，具体包括如下步骤：S11、建立边链表，边链表初始为空；所述边链表中边的存储形式为：采用边的两个顶点的索引号组合表...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬石开，张贺，程达达，郄龙飞，廉睿超，刘晨燕，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11