基于三角面片的位置信息的分层处理算法.ppt

基于三角面片的位置信息的分层处理算法 一：背景介绍 快速原形技术能直接从三维CAD实体数据生成实体零件，分层算法是快速成形制造中的一个关键环节。快速原形技术中得分层算法按照使用的数据格式可分为CAD模型直接分层和基于STL模型的分层。 常用的分层算法有基于拓扑信息的分层处理算法、基于三角面片的位置信息的分层处理算法以及CAD模型的直接切片 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 二：具体介绍 1： 基于三角形面片位置信息的分层切片算法无需对STL文件模型进行整体几何拓扑信息的建立提取，这类算法考虑了三角形网格面片在切片过程中的两个特征： （1）三角形网格面片在分层方向上跨距越大，则与之相交的切平面越多； （2）按Z坐标轴方向切，三角形网格面片的Zmin距初始切平面越远，求得切片轮廓线时越靠后。 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 充分利用这两个特征，以减少切片过程中三角形网格面片与切平面位置关系的判断次数，最终达到快速分层的目的。 2：基本过程 （1）首先沿着Z轴切片方向， 将三角形网格面片按照Z坐标值的大小进行分类排序，对于不同的三角形网格面片，Zmin值小的三角形网格面片排在前面，当Zmin值相同时，对三角形面片的Zmax值进行比较，小的排在前面。 （2）其次在分层过程中，对三角形网格面片进行相交关系判断时，如果分层高度Z坐标值小于某一 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 类三角形网格面片Zmin时， 则不用对其进行相交关系的判断；同理如果分层高度Z坐标值大于某一类三角形网格面片Zmax时，对排在该类面片以前的网格面片也不需要进行相交关系的判断。 （3）最后再对分层截面穿过的所有三角形网格面片进行相交计算，求出交线后，将交线段按照顺序连接，生成该切片层面的截面轮廓线。 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 3：特点 优点： 根据STL文件模型三角形网格面片的几何特征，对三角形网格面片进行分类排序，使之在切片处理过程中减少了分层处理中三角形网格面片与切平面位置关系的判断，提高了分层处理速度。 缺点： （1）分类排序过程中类的划分比较模糊，不能够杜绝三角形网格面片与切平面位置关系的无效判断。 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 （2）切平面与三角形网格面片相交计算时，要进行两次求交线段计算； （3）所得交线段是无序的，必须对所得交线段进行连接关系的处理，形成有向的闭合截面轮廓线。 三：改进的三角形面片的分层算法 1：根据基于三角形面片位置信息的分层切片算法和基于STL网格模型几何连续性的分层切片算法可以得出STL 网格模型有两个特征： （1）根据每个三角形网格面片沿着分层方向最低点和最高点的位置不同，位置低的首先被切到，位置高的后被切到；跨距不同，使得该三角形网格面片与切平面相交的次数也不同，跨距越大分层 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 分层切片次数越多； （2）由于三角形面片是连续的，因此与相邻的两个切片分层面相交的三角形网格面片的集合变化不大。为了减少三角形面片与分层切片平面位置关系的判断次数，将三角形面片沿着分层方向按照坐标值进行分组。如果有N 个切平面，则将三角形网格面片分成N 组。将与同一切平面相交的三角形网格面片放在同一组中，保证在进行某一切片分层时，只与该切片相交的三角形网格面片参与求交线段运算，进而减少了三角形网格面片与切平面位置关系的判断，提高了分层效率。 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 2：三角形面片求交线段 在进行分层切片求交线段的问题上运用MATLAB 语言中的函数来计算空间三角形网格面片与切平面的交线段，进行运算时无需建立三角形网格面片之间的拓扑关系，加快分层处理速度。求得交线段后直接输出轮廓线，不用对交线段进行连接关系的处理，就可以获得封闭的截面轮廓线，节省了在生成轮廓线时对交线段进行排序所需时间，进而提高了分层处理效率。获得单层截面轮廓线和数据后，直接输入到快速成型系统中，进行快 基于三角面片的位置信息的分层处理算法 速制造，与传统的先分层后制造有明显的区别。保证在制造过程中，进行分层切片处理，达到同步效果，节约了整体制造时间，进而提高了快速成型效率。 机械 机械 * *