图学学报

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2011年第3期目录

2011, 32(3): 0.

摘要 ( 21 )

PDF(282KB) ( 162 )

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基于多分辨率裁剪纹理的体裁剪技术

罗月童，薛晔，龙鹏程，伍国永

2011, 32(3): 1-5.

摘要 ( 23 )

PDF(484KB) ( 216 )

为解决单分辨率裁剪纹理的数据规模过大的问题，该文提出了一种具有INDEX-DATA二级结构的多分辨率裁剪纹理。文章主要介绍了多分辨率裁剪纹理的定义和结构，并讨论多分辨率纹理的构建方法和基于多分辨率纹理的体裁剪方法，最后对实验结果进行了分析讨论。该文方法已在自主知识产权可视化软件SVIP中得到应用，取得了令人满意的结果。

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一种基于全维视觉与前向单目视觉的目标定位算法

方宝富，潘启树，洪炳镕，钟秋波，王伟光

2011, 32(3): 6-12.

摘要 ( 44 )

PDF(603KB) ( 225 )

：在机器人足球中，机器人周围的环境信息被颜色特殊化。在对基于颜色阈值分割的分析基础上，针对不同光线的情况下提出了改进的颜色阈值分割法，实现了全维视觉和前向单目视觉对场上不同颜色目标的识别。在此基础上实现了前项单目视觉和全维视觉的目标定位，利用Kalman滤波算法，实现二者的信息融合，从而实现更准确的目标定位信息。实验结果表明基于此算法可以弥补中远距离的目标信息的准确度，证明本算法是可行且有效的。

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椭圆类齿轮参数化设计与运动仿真系统的开发

姜衍仓，田芳勇，胡赤兵

2011, 32(3): 13-16.

摘要 ( 42 )

PDF(555KB) ( 280 )

非圆齿轮因其节曲线为非圆形，计算复杂，设计困难，目前的三维设计软件都无法直接进行实体建模。根据非圆齿轮的设计理论，利用Visual Basic 6.0良好的界面设计功能和计算能力对SolidWorks进行二次开发，设计出椭圆类齿轮参数化设计与运动仿真系统，实现了椭圆类齿轮的三维参数化建模与运动仿真。论述了系统的开发过程，运行实例表明系统界面友好，设计正确。解决了椭圆类齿轮设计中的复杂计算和三维实体造型难的问题，可提高设计精度、缩短产品开发周期，保证产品质量。

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手绘二维曲线自动生成三维模型研究

刘晓平，吴正，李琳

2011, 32(3): 17-22.

摘要 ( 47 )

PDF(473KB) ( 213 )

：通过手绘创作三维模型是改变传统三维模型制作方式的新兴研究点；论文提出两种由手绘二维曲线自动产生三维模型的算法，分别进行了详细介绍和讨论：算法一基于重心原理拓展曲线，并在曲线簇上进行网格重构，但此方法仅限于椭圆拓扑的曲线；算法二利用离散方法寻找轴线，该方法能够生成更加多样化的模型并侧重于细节。通过算法实现效果的对比，验证了两种算法快速生成三维模型的有效性；最后展示了通过该文算法绘制的几个卡通模型，并对进一步生成模型动画进行了设想。

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遗传算法支持下的孔组复合位置度误差评判

张小萍，王君泽，周圣铧

2011, 32(3): 23-27.

摘要 ( 26 )

PDF(607KB) ( 148 )

在孔组复合位置度误差评判过程中，用传统的数值优化方法一般难以找到符合最小条件判别准则的几何图框理想位置，尤其当位置度公差遵守最大实体要求且被测要素尚未达到最小实体尺寸时，被判为不合格的零件还有被修复的可能。针对上述问题，可利用自适应遗传算法全局搜索几何图框最佳位置，并在搜索过程中同时考虑遵守最大实体要求时的误差补偿因素的影响。此外，针对不合格零件进行的可修复性判别和修正量的计算，进一步降低了零件误废率。

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一种二元有理插值曲面的两个性质和点控制问题

陆海波，邓四清，方逵，谢进

2011, 32(3): 28-34.

摘要 ( 39 )

PDF(563KB) ( 177 )

：文献[22]中已经构造了一种基于函数值的带参数的二元有理插值样条，它是分子为双四次、分母为双二次的有理样条。论文研究了该种二元有理插值样条的有界性，给出了插值的逼近表达式，讨论了插值曲面形状的点控制问题。在插值条件不变的情况下，插值区域内任一点插值函数的值可以根据设计的需要通过对参数的选取修改，从而达到插值曲面局部修改的目的。

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三角域上三次DP曲面的扩展

吴晓勤，唐运梅，韩旭里

2011, 32(3): 35-40.

摘要 ( 31 )

PDF(612KB) ( 145 )

给出了三角域上带双参数的四次DP混合函数，它是三角域上三次DP 基函数的扩展。分析了该组混合函数的性质并定义了三角域上带双形状参数的四次DP参数曲面。该组混合函数及其参数曲面分别具有与三次DP基函数及三次DP参数曲面类似的性质。当两参数为0时，可分别退化到三次DP基函数及三次DP参数曲面。研究表明，通过改变两个形状参数的取值，既可整体又可局部调整曲面的形状。

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一种参数三次样条曲线光顺优化算法

章虎冬

2011, 32(3): 41-44.

摘要 ( 51 )

PDF(431KB) ( 246 )

：论文给出了一种基于修改因子和修改角度的平面参数三次样条曲线的优化
光顺算法，该算法通过求解一个带有修改因子 和修改角度 的目标函数得到光顺后的型值
点，插值光顺后的型值点得到光顺曲线。目的是使曲线的曲率变化均匀的同时，使光顺后的
曲线与原曲线的偏差尽量小，此算法简单易行，计算量较小。

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基于Level Set的交互式快速分割算法

孙海鹏，余伟巍，席平

2011, 32(3): 45-51.

摘要 ( 41 )

PDF(893KB) ( 197 )

三维医学图像数据量大，并且受噪声、边界模糊等原因的影响，致使三维分割过程消耗时间较长，容易产生欠分割或过度分割。针对以上问题，提出一种基于Level Set的三维快速分割算法，采用Fast Marching获取二维分割区域，优化轮廓边界，利用直线数值微分算法（Digital Differential Analyzer，DDA）提取轮廓像素；进一步引入扫描线种子填充思想，实现医学图像的三维快速分割。实验结果表明，上述算法能够快速准确地分割出感兴趣区域。

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一种新的边界跟踪算法

石爽，曲仕茹，何力

2011, 32(3): 52-56.

摘要 ( 50 )

PDF(398KB) ( 354 )

：针对提取的图像边缘中存在非单像素和断点的情况，提出了双层边界区域生长的边界跟踪算法。通过对中心点周围里层点和外层点分别进行搜索，然后把里层点和上一层中心点的外层点合并，并将并集中的点分别作为下一步搜索的中心点，循环向下搜索。同时充分考虑了起始中心点单向搜索的情况，并在一次搜索过程中完成了对断点的补齐工作，从而弥补了“记忆爬虫”法和八邻域法在跟踪分支、断点和“厚”边缘过程中存在的不足。实验证明该方法效果较好。

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磁共振成像的3D头面部模型的标准化处理

陈晓，周宏，祖媛媛

2011, 32(3): 57-61.

摘要 ( 66 )

PDF(552KB) ( 193 )

：通过磁共振成像技术获取人体头部的系列二维图像，分别提取其边界坐标数据，并采用傅里叶级数拟合各层的外形轮廓，建立了一种分层描述的3D头部参数化模型。然后根据人类面部主要特征定义了若干特征层，并基于面部特征相匹配的原则，对多个样本进行了平均处理，构造出3D标准头面部模型，能够反映特定人群的综合特点。作为实例，用558个样本计算构造了圆高标准头型，可作为头面部装备设计的依据。

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虚拟现实技术与虚拟校园的研究与实践——以潍坊学院虚拟校园建设为例

李峻峰

2011, 32(3): 62-68.

摘要 ( 51 )

PDF(626KB) ( 323 )

：虚拟现实技术为基础的虚拟校园研究是数字化校园建设的重要内容。以潍坊学院的实景校园为研究对象，采用具有针对性的三维建模和渲染技术，构建逼真的校园环境。建立了虚拟校园的结构框架及功能模块。结合虚拟现实技术、多媒体技术和网络技术构建了虚拟校园系统，实现了虚拟校园交互式导航与网络发布和运行。

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基于八叉树的复杂产品模型实时绘制技术

赵磊，赵罡，谈敦铭

2011, 32(3): 69-74.

摘要 ( 54 )

PDF(564KB) ( 297 )

给出基于OpenSceneGraph场景模型的信息提取方法，利用八叉树对场景模型进行分割和视锥体剔除，有效提高了实时绘制的效率，尤其是对浏览场景细节时的绘制效率提高最为明显。采用基于分页技术的Pagelod方法，实现模型的动态调度，以减少I/O的负载，满足在有限硬件条件下虚拟场景中复杂产品模型的实时绘制要求。

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拖拉机前驱动桥虚拟装配应用研究

曹文钢，程五四，宋军

2011, 32(3): 75-81.

摘要 ( 61 )

PDF(767KB) ( 189 )

在分析和总结了虚拟装配技术研究现状的基础上，阐述了其原理，实施步骤以及关键技术的应用，并以拖拉机前驱动桥为虚拟装配对象，在计算机虚拟装配环境(Division Mockup)中装配并进行相应的装配检验，介绍生成装配序列与装配路径，并制作成装配动画的步骤，形象地展现产品的装配全过程。在(Division Mockup)中，以第三方插件为桥梁，借助由数据手套、位置跟踪器(FOB)、偏振眼镜和投影系统组建的虚拟现实环境，可以实现人机交互操作，并介绍了人机交互接口定义的规则和方法。

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使用Voronoi图对流场拓扑区域进行划分

马玉洁

2011, 32(3): 82-85.

摘要 ( 36 )

PDF(473KB) ( 209 )

特征可视化中的拓扑结构分析法，能够快速的显示流场的全局结构，在侧重于考虑流场的特殊结构时显示出了较大的优越性。但是在很多情况下，仅仅显示流场的结构还不够，还需要更详细的知道拓扑场中每个区域的作用范围。传统的方法都是根据特征矢量的虚部来判断拓扑区域的作用范围，这种方法太过于概括，区域大小只是相对的，没有考虑到附近临界点对周围流体运动的影响。为了能更真实的反映临界点对周围流运动的影响，论文提出使用Voronoi图来划分拓扑区域的作用范围，并将该方法应用于海洋流场。同时也与传统的特征矢量方法进行了对比，实验表明，取得了较好的效果。

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高等工程教育体系中工程图学课程的改革诌议

徐健，张承谱，丁伯慧，徐慧，杨林

2011, 32(3): 86-90.

摘要 ( 55 )

PDF(423KB) ( 229 )

：论文探讨如何建立适应于中国国情的高等工程教育体系中工程图学课程的改革方向。突出特色以增强图学教育在高等工程教育中的地位，把思维能力、创造性意识、实践能力培养作为工程图学教育改革的首要目标。立体造型与投影、轴系零件测绘、工业机器人传动机构的三维实体构型等实验项目在工程图学课程中的实施，对提高学生的投影绘图能力，掌握科学思维方法，增强工程和创新意识有重要的作用。

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基于TRIZ教育理论改革工程制图课程体系

周琴，于加，李伟青

2011, 32(3): 91-94.

摘要 ( 36 )

PDF(372KB) ( 204 )

针对当前工程制图课程教学中创新教育不足的问题，围绕学生的创新能力和工程意识的培养，以TRIZ教育理论为指导，分析工程制图课程体系中存在的问题和不足，找出解决主要矛盾的科学解决理论，采用分割、组合和重力补偿原理等解决理论改革课程的教学内容、教学方法和实践体系等诸多不足之处，构建工程制图创新课程体系，为创新人才的培养提供有益的探索和尝试。

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由二维视图复原三维立体的新方法

侯洪生，闫冠，谷艳华

2011, 32(3): 95-99.

摘要 ( 41 )

PDF(2809KB) ( 237 )

：根据工程图学和三维CAD课程的教学实践，研究、总结出一种将三维CAD中立体的构型原理、方法和成型过程用于二维视图阅读的新方法。该方法将传统的二维读图方法与现代三维CAD有关内容融合到一起。按此方法读图，不仅可以使学生根据二维视图快速复原立体空间形状，而且可以了解立体的成型方法和最佳构型过程，为三维CAD构型设计奠定基础。

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最小偏差法在机械多目标优化设计中的应用

魏锋涛，宋俐，李言

2011, 32(3): 100-104.

摘要 ( 38 )

PDF(507KB) ( 194 )

：提出了处理多目标问题的最小偏差法，并将其应用于机械多目标优化设计。以流体动压滑动轴承多目标优化设计为例，建立了以摩擦系数最小、发热量最小和承载能力最大为目标函数的多目标优化设计数学模型，根据最小偏差法原理构造统一目标函数，利用改进遗传算法对该问题进行了优化设计。算例整个求解过程和结果表明，该方法既可以避免人为因素的影响，又能够获得比常规设计更佳的设计参数，同时也验证了所提方法对于解决机械多目标优化设计问题的有效性和可行性。

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一种基于D-S证据理论的复杂产品模块划分评价方法

李军鹏，陈兴玉，赵韩

2011, 32(3): 105-109.

摘要 ( 35 )

PDF(405KB) ( 157 )

模块划分是复杂产品模块化设计的基础，划分的优劣直接关系到客户定制产品设计、制造和装配的效率。针对现有的研究在模块划分方案形成以后缺乏对模块优劣的合理评价，该文通过引入D-S证据理论，从装配复杂性、可制造性、模块性、稳定性、造型结果与体积紧凑性6个指标对模块创建方案的满意度进行不确定和不完全性的综合评判，提出了一种双层模块化创建方案评价方法。该方法符合人的思维判断过程，具有一定的灵活性、有效性和合理性。

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