图学学报

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2011年第2期目录

2011, 32(2): 0.

摘要 ( 30 )

PDF(277KB) ( 230 )

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生成正多边形和圆的新算法

张博

2011, 32(2): 1-4.

摘要 ( 62 )

PDF(505KB) ( 305 )

针对正多边形各顶点坐标的计算，构造了新的递推公式并加以证明。以新公式为基础给出了正多边形和圆生成算法，并对算法误差进行了分析。计算正多边形每个顶点需要两次乘法和两次加法，优于目前“多边形逼近法”所采用的顶点计算方法。算法具有构造简单、执行速度较快和精度高的特点。理论分析和上机验证算法可行，完全可以满足常规的应用。

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一种求凸多边形宽度的优化算法

陈海，王新民，焦裕松，李俨

2011, 32(2): 5-9.

摘要 ( 80 )

PDF(485KB) ( 256 )

：提出了一种优化的线性时间算法计算凸多边形的宽度。首先证明了凸多边形的宽度只可能介于“点边式”跨度之间，缩小了宽度的计算范围。其次提出了一种距离比较算法，降低了凸多边形跨度的计算量。最后，在“点边式”基本算法和距离比较算法的基础上，提出了计算宽度的优化算法。仿真分析表明，提出的优化算法提高了计算凸多边形宽度的效率，算法的时间复杂性降为O(n)。

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一种利用图形内角的多边形布尔运算新算法

朱二喜，何援军

2011, 32(2): 10-19.

摘要 ( 85 )

PDF(620KB) ( 484 )

现有的平面多边形布尔运算在一般情况下可以快速地获得正确结果，但如遇到奇异情况，则会产生错误。因此，采用图形内角概念分析奇异情况，并在原有交点遍历算法框架基础上给出一种全局化的奇异处理算法。与其他的多边形布尔运算算法相比，该算法对奇异的分析更为简洁有效，且具有高效性和鲁棒性。

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参数化桩帽自动绘图系统的设计与实现

陈良图，王婷婷，吴扬扬

2011, 32(2): 20-25.

摘要 ( 77 )

PDF(456KB) ( 183 )

港口工程中有大量标准化构件。将这些标准化构件的制图进行参数化、程序化不但可以减少大量重复性劳动，还可以大幅度提高工程制图的效率和质量。利用Auto CAD 内嵌的具有强大功能的VBA开发出带有人性化用户界面的参数化桩帽结构配筋自动绘图系统。该系统中集成了参数化设计和图库管理，显著提高了桩帽设计过程中的绘图质量和效率。

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基于参数化技术的隧道三维建模方法

吕希奎，周小平，张学军，周亮

2011, 32(2): 26-30.

摘要 ( 72 )

PDF(637KB) ( 216 )

针对已有隧道三维建模方法缺少交互性和多样性的不足，提出了基于参数化建模技术的隧道三维建模与景观仿真方法。试验表明，该方法能够快速和有效的建立多种景观隧道三维模型，能将隧道三维设计与三维场景形象直观的表现出来，满足隧道三维建模快速、多样性和交互性的要求。

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螺纹剪切式碰撞吸能系统的零件模型开发

李静，雷正保，朱海文

2011, 32(2): 31-36.

摘要 ( 53 )

PDF(471KB) ( 215 )

：以UG软件为开发平台，利用Visual C ++调用UG/ OPEN API函数的方法，通过对用户菜单、接口界面以及API应用程序设计的集成，完成了螺纹剪切式碰撞吸能系统（CST）的零件模型模块的开发。应用实例表明，零件族模板具有良好的相关性，能随着用户输入参数的变化而正确地变化，实现了在UG中直接生成CST零件模型的功能。

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SWL550型十字轴万向联轴器结构建模及有限元分析

仝基斌，晋萍

2011, 32(2): 37-43.

摘要 ( 70 )

PDF(778KB) ( 235 )

：利用现代设计技术对SWL550型十字轴万向联轴器进行结构设计及强度计算。通过对十字轴万向联轴器的力学分析，得到重要零部件的载荷边界条件。基于CATIA软件建立重要零部件模型，通过CATIA的有限元分析模块对其进行有限元分析，危险截面的Von Mises应力与理论计算值基本吻合。用数字化模型代替传统的实物联轴器实验，简化了联轴器的设计开发过程。

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涡轮叶片模具三维模型重构及误差分析

席平，胡毕富

2011, 32(2): 44-48.

摘要 ( 79 )

PDF(818KB) ( 292 )

为了得到涡轮叶片模具制造误差量化分析结果，提出基于模型重构技术的误差检测方法。分别根据理论设计数据和实物测量数据建立了涡轮叶片模具的三维设计模型和实物模型，设计模型将为误差分析提供理论依据，通过两个模型配准和型面误差分析，得到量化制造误差。研究结果可用于类似的零件的数字化检测和误差分析。

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基于三视图的实体重建技术研究

郑鹏飞，林大钧，刘小羊，吴志庭

2011, 32(2): 49-54.

摘要 ( 116 )

PDF(413KB) ( 315 )

：基于三视图的三维实体重建技术是根据已有二维视图中的几何信息和拓扑信息，生成相应的三维实体模型。以AutoCAD绘制的三视图及DXF格式的文件信息为基础，提出并实现了一种由三视图重建三维实体的算法。通过对三视图的规则处理，由计算机自动实现实体重建，对三视图分别进行平移、旋转、拉伸操作，然后作相应的布尔运算即可反求出该视图所对应的三维实体。

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独立面片建模技术在城市数字化模型中的应用

周佶，尤翔

2011, 32(2): 55-59.

摘要 ( 42 )

PDF(550KB) ( 178 )

提出利用“独立面片模型”（Unique face Model）技术，针对不同的模型对象，构建适应模型对象的“独立面片模型”对象，达到优化数据的目标。解决了海量数字模型搭建的问题。该方法解决了超大规模数字模型的建立与软硬件设备和工作效率之间的矛盾，解决了虚拟物体与真实影像无缝融合的问题。

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单幅灰度图像在CAD建模中的应用

梁发周，马银平，梁发云

2011, 32(2): 60-65.

摘要 ( 54 )

PDF(438KB) ( 149 )

将基于shape from shading的三维表面重建算法应用于CAD。首先由实物表面成像模型建立基于朗伯反射模型的反射图方程；然后使用有限差分法将表面梯度离散近似，得到关于实物表面的函数方程式，利用Netwon-Raphson迭代方法求解，获得重建表面的高度函数值，重建结果符合产品模型数据转换标准，实现在CAD系统中交换；最后通过实物表面图像恢复三维表面形状，验证本算法和重建系统的可行性。

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基于变形网格法的高密点云曲面重建

陈慧群，黎景炎

2011, 32(2): 64-67.

摘要 ( 67 )

PDF(414KB) ( 229 )

针对散乱点云庞大的特点，为提高其曲面重构效率，提出了一种三维高密散乱点云的曲面重建方法。该法首先构建一均匀网格，再通过拟合网格每个单元格的顶点到所输入点集中最近的点来实现对网格单元格进行变形，然后根据每个单元格中顶点状态模型构建三角片。该方法运行速度快，占用内存少。最后通过实例分析验证了该方法的有效性。

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基于三坐标测量数据的点云曲面重构

吴雪梅，文珈，于广滨，李瑰贤，单德彬

2011, 32(2): 68-72.

摘要 ( 89 )

PDF(472KB) ( 408 )

：基于CMM测量数据，针对鼠标数据的特点，进行了边界拟合、特征识别、分片重建、光滑拼接等技术的研究。利用三次B样条拟合边界曲线, 利用微分几何方法进行曲面特征的识别与分割, 利用拉伸及放样法进行曲面片重构，最后进行曲面片相交、剪裁、过渡完成最终的鼠标模型。

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带多个形状参数的三次均匀B样条曲线的扩展

夏成林，邬弘毅，郑兴国，彭凯军

2011, 32(2): 73-79.

摘要 ( 80 )

PDF(484KB) ( 260 )

通过构造两类带多个形状参数的调配函数，生成三次均匀B样条基函数的扩展。基于给出的调配函数定义了两类带多个形状参数的分段多项式曲线。这些曲线具有三次均匀B样条曲线的绝大多数重要性质，能达到GC1或GC2连续。改变形状参数的值可以独立地调控各子段的端点的位置及其切矢的长度，对曲线进行整体或局部调整，甚至直接插值任何所需的控制点。

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点元表示的参数曲面相切判断与计算

曾阳艳，郑文庭，彭群生

2011, 32(2): 80-86.

摘要 ( 82 )

PDF(525KB) ( 175 )

：提出了一种基于点元的参数曲面求切新算法，该算法先对曲面进行离散点元采样，通过层次包围盒测试，建立法向包围锥，对判断为可能相切的区域，根据精度自适应动态重采样点元，最后进行求切运算。实验表明，通过对曲面可能相切区域分析检测，能够针对曲面相切的情况在可控误差范围内有效求出切点，算法稳定可靠且易于交互。

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基于并行遗传算法的Otsu双阈值医学图像分割

许良凤，林辉，罗珣，吴东升，李国丽，徐元英，景佳

2011, 32(2): 88-92.

摘要 ( 51 )

PDF(497KB) ( 263 )

：传统遗传算法用于搜索某些函数极值时精确度较低且稳定性较差。针对该问题，提出了一种基于并行遗传算法的Otsu双阈值医学图像分割算法。在该算法中，进化在多个不同的子群中并行进行，避免单种群进化过程中出现的过早收敛现象，提高整个算法的收敛速度。100 次阈值计算实验结果表明，提出的分割算法与传统遗传算法相比，不仅能够对图像进行准确的分割，而且具有更强的精确性和稳定性。其收敛速度明显优于基于单种群的遗传算法的Otsu双阈值医学图像分割。

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基于四元数矩阵奇异值分解的彩色图像分解

邢燕，檀结庆

2011, 32(2): 93-101.

摘要 ( 109 )

PDF(1687KB) ( 348 )

讨论了四元数矩阵的奇异值分解（QSVD），四元数矩阵的奇异值仍是正实数，但两个酉矩阵是含有四元数的四元数矩阵。给出通过四元数矩阵的等价实矩阵求解QSVD的有效算法。最后应用QSVD进行彩色图像分解，并给出了在Fruits、Baboon等图像上的实验结果。QSVD使许多基于SVD的图像处理方法可以推广到彩色图像处理上而不用再将彩色图像分解成三个通道图像进行处理。

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用HOUGH变换改进的曲率法识别平面轮廓图元

伍济钢，宾鸿赞

2011, 32(2): 102-106.

摘要 ( 202 )

PDF(435KB) ( 277 )

针对检测精度与检测速度两大指标，提出了用HOUGH变换改进的曲率法平面轮廓图元识别方法。开发了基于邻域值的轮廓点分类算法，采用曲率阈值法筛选轮廓点、投影高度法判别图元属性及分类轮廓点，构建了基于HOUGH变换的直线图元、圆弧图元分割与融合算法。对提出的方法分别进行了特征点检测精度与检测速度对比实验和特征点检测能力测试实验。实验结果表明，提出的方法图元识别准确、检测速度快、通用性好。

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基于改进零树小波的红外图像盲水印算法

王景中，李丹

2011, 32(2): 107-110.

摘要 ( 63 )

PDF(403KB) ( 191 )

提出了一种小波域自适应盲水印算法，采用（7，4）汉明码技术进行纠错编码。基于整数小波变换，在中高频区采用不重复零树小波编码，自适应的量化小波系数，将水印嵌入到重要系数上。水印提取过程不需要原始图像的参与。实验结果表明，算法自适应性强，实现速度快，具有较好的不可见性，对常见的JPEG压缩、滤波、加噪、剪切等攻击具有较强的鲁棒性。

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协同仿真信息可视化共享系统的设计和实现

汪旭，田凌，温颖怡

2011, 32(2): 111-117.

摘要 ( 39 )

PDF(1000KB) ( 174 )

为了有效地完成异地异构仿真信息的可视化，提出了一种可行的实施方案。通过Tecplot提供的宏编程接口，为主流的仿真数据格式提供统一形式的、基于网络的且精细粒度的可视化服务；使用Ajax (Asynchronous JavaScript and XML)技术构造实时异步的网络传输机制，以支持可视化过程中复杂的网络数据交互；设计了集成AutoVue和VRML浏览器的客户端，为结构化仿真信息提供共享显示。系统使用J2EE(Java 2 Platform, Enterprise Edition)和B/S架构实现。某型号汽车后桥仿真信息的应用实例验证了该系统的有效性。

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工程制图元认知训练模式的教学构建

林清夫

2011, 32(2): 118-121.

摘要 ( 37 )

PDF(386KB) ( 177 )

元认知训练的实质是对学生元认知能力的培养与开发。元认知培训模式是通过学生对于学习时遇到的困难的内省，找出问题的症结，从而采取最合适的学习策略的过程，使学生认识学习、学会学习的过程。在制图教学中，教师首先要教会学生一些通用性的制图思维策略，要训练学生的制图问题解决思维策略以提高问题解决的效率和能力，引导学生在不同问题上主动总结问题解决的策略，提高学生的学习能力和学习质量。

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基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发

缪君，储珺，张桂梅

2011, 32(2): 122-126.

摘要 ( 53 )

PDF(565KB) ( 209 )

网络虚拟模型库在工程制图教学中有着广泛的应用前景。相对于VRML，X3D作为新一代虚拟现实网络程序语言具有更成熟的标准。论文重点介绍基于X3D开发网络虚拟模型库的过程及关键技术，并通过实例说明建立三维模型与实现过程虚拟的方法。网络虚拟模型库可弥补课堂教与学的不足，也可作为远程教育的教学工具。

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边界面法数值结果的云图表征

宋敏，张见明，覃先云

2011, 32(2): 127-131.

摘要 ( 44 )

PDF(541KB) ( 185 )

边界面法继承了传统边界元法的优点，并将几何实体的边界曲面离散为参数空间里的曲面单元，在处理一些特殊问题如移动边界、高梯度、大变形等方面显示出特殊的优越性。但是也使得计算结果的后处理遇到困难。提出了一种基于黎曼度量推进波前法生成三角背景网格的实用边界面法计算结果后处理方法。该法对求解域剖分成三角背景网格然后将计算结果映射到网格节点上，通过区域填充获得计算结果的云图。温度场的数值算例表明该方法可靠实用。

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汇集点的计算方法研究

张政武

2011, 32(2): 132-137.

摘要 ( 29 )

PDF(556KB) ( 180 )

利用图像坐标计算交比，就可能出现计算故障或者引起计算精度的下降,采用N矢量表示视平面上的点和直线，建立交比的N矢量计算公式；在此基础上，研究了纯平移运动汇集点的N矢量计算方法，该公式只需要知道纯平移运动一个空间点在3个时刻t1、t2、t3的投影点或者该点的N矢量m、N速度
()tm
以及加速度
()tm
，都可求出动点的汇集点。最后，通过举例分析和实验验证，证明该算法实用、可靠。

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采用ObjectARX开发AutoCAD图形的自适应打印方法

陈志远，王丽萍

2011, 32(2): 138-144.

摘要 ( 59 )

PDF(717KB) ( 222 )

从 AutoCAD图纸空间的打印原理出发，以VC++6.0为平台，结合ObjectARX库函数，通过对图形、图纸、操作过程的比较和分析，开发了一种快速、灵活的AutoCAD打印方法，能够根据不同的打印条件自动按照人工意图生成打印布局、创建视口和输出结果，提高了打印效率，同时详细介绍了工作原理、工作流程和关键技术。应用实例表明，该方法具有较强的适应性和高效性。

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