三角網面為基礎之曲面設計系統發展與應用

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姓名

鐘永彬(Youn-Bin Zhong ) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程研究所

論文名稱

三角網面為基礎之曲面設計系統發展與應用

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摘要(中)

本研究探討以不規則量測點來建構三角平面網格為主之三維曲面，以及三維曲面的交談式即時編輯與修正，和其在逆向工程與醫學工程之應用研究。內容涵蓋：（1）使用投影迪氏網格將不規則點資料建構出以三角平面網格為主之三維曲面，並發展針對該三角化法之平滑化修正策略。（2）開發三維曲面交談式即時編輯系統，能對經由斷層掃描二維影像所建構之曲面或由STL檔讀入之三角網格進行裁剪，並應用於顱顏缺陷之修補。（3）發展即時網格細化之策略，並經由對曲面上單點卅多點控制點的移動，來達到曲面造型設計的需求，再配合交談式預視編輯系統建構出有如捏製黏土般的開發介面。
本研究於Windows作業環境下進行，以C++語言發展程式，並結合VTK （The Visualization Toolkit）圖形處理類別庫來進行系統整合。

摘要(英)

This research emphasizes the triangulation of scattered data in 3D space and real-time interaction of 3D surface editing and fixing. In addition, the application of the system in reverse engineering and medical engineering are proposed.
The content of this research includes three subtopics: (a) the triangulation base on scattered data is constructed by the rule of “Projective Delaunay Triangulation”, and the smooth strategy for the result is developed. (b) the interactive interface of real-time editing and the clipping of triangulate surface that loads from the CT or STL are developed and applied to cranium implant design. (c) the molding clay surface design interface with the interactive subdivision preview system that combines the real-time subdivision with single/multi control points moving interface is developed.
This research is developed with C++ language and integrated with VTK (The Visualization Toolkit) in the Windows operation system.

關鍵字(中)

★ 平滑化
★ 植入物
★ 細化
★ 網格三角化
★ 迪氏網格

關鍵字(英)

★ Delaunay
★ Subdivision schemes
★ Triangulation

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖索引 VII
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究方法 4
1.4 文獻回顧 6
1.5 論文結構 8
第二章初始三角網格之建立 9
2.1 資料結構 9
2.2 迪氏三角網格 14
2.3 零散點之曲面建立 15
2.4 建構結果 20
第三章三角網格之修正 25
3.1 網格之缺陷 25
3.2 基本定義 27
3.3 平滑度修正策略 32
3.4 修正流程 37
3.5 修正結果與分析 39
第四章網格之編輯與即時細化 42
4.1 網格之編輯 42
4.1.1 單點與多點移動 42
4.1.2 曲面裁剪 44
4.2 網格之細化 50
4.2.1 細化法則 50
4.2.2 即時之網格細化 53
第五章應用實例與結果 59
5.1 系統簡介 59
5.2 零散點之曲面建立與修正編輯 63
5.3 顱顏缺陷修補運用實例 70
5.3.1 由斷層掃描圖檔建立三維曲面 70
5.3.2 顱顏缺陷修補實例一 72
5.3.3 顱顏缺陷修補實例二 84
第六章結論與展望 88
6.1 結論 88
6.2 展望 89
參考文獻 91
附錄 94

參考文獻

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[18] 邱聰倚, “不規則點資料之曲面擬合與應用”, 碩士論文, 中央大學機械所, 1995.

指導教授

莊漢東(Han-tung Chuang)

審核日期

2001-7-9

推文