从大量的点阵到完整的外壳

　　一种新的运算法则利用3D扫描数据重建了多边形的外表面……
　　 近些年来3D输入技术（如：激光扫描仪、手握式数字转换器、计算机视觉技术）的出现和成熟为一些极为尖端的利用原始数码数字重建物体几何形状的技术提供了需要。这种需要在制造业领域尤为明显，在此领域中，快速且精确的物体外表面改造工作是一个无价的设计帮助。现今，位于奥斯汀的得克萨斯大学的研究者们已创建出了一个利用点阵来重建多边形的外表面模型的运算法则。
　　这项名叫Power Crust（完整的外壳）的技术能利用收集的3D数据雕琢出一个近似轮廓的形状或中轴变形，以及一个物体的外表面。这些能力会影响到大量的固体建模和制造应用软件。
　　Power Crust技术是基于名叫Voronoi图表的运算几何学中的一个普通结构来创建的，Voronoi图表用空间填充的方法来描绘大量顶点或物体的相关信息。
　　通常，Voronoi图表技术把从物体的外表面取样得来的数据分割成许多多面的栅格，每个取样数据的顶点都分配给它最近的栅格。共享最近的栅格的众多顶点就构成了Voronoi图表。

图片如下：

从大量的点阵到完整的外壳

　　一种新的运算法则利用3D扫描数据重建了多边形的外表面……
　　 近些年来3D输入技术（如：激光扫描仪、手握式数字转换器、计算机视觉技术）的出现和成熟为一些极为尖端的利用原始数码数字重建物体几何形状的技术提供了需要。这种需要在制造业领域尤为明显，在此领域中，快速且精确的物体外表面改造工作是一个无价的设计帮助。现今，位于奥斯汀的得克萨斯大学的研究者们已创建出了一个利用点阵来重建多边形的外表面模型的运算法则。
　　这项名叫Power Crust（完整的外壳）的技术能利用收集的3D数据雕琢出一个近似轮廓的形状或中轴变形，以及一个物体的外表面。这些能力会影响到大量的固体建模和制造应用软件。
　　Power Crust技术是基于名叫Voronoi图表的运算几何学中的一个普通结构来创建的，Voronoi图表用空间填充的方法来描绘大量顶点或物体的相关信息。
　　通常，Voronoi图表技术把从物体的外表面取样得来的数据分割成许多多面的栅格，每个取样数据的顶点都分配给它最近的栅格。共享最近的栅格的众多顶点就构成了Voronoi图表。

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　　此技术众多优点之一就是能生成一个"不漏水的"密封模型，在此模型中，输出表面总是一个3D固体的周界面。Amenta说："现有的商业化的设备有时要求用户要获得拓扑权，要不然它们可能就输出带有许多孔穴的模型，然后要求用一个孔穴填充运算法则来创建出一个密封的固体模型。"


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密封模型的使用广泛，如为一个物体的限定的元素分析所创建的网格构造；或当为分层的制造加工、快速成型创建一个STL模型时都可用到它。

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　　Amenta说："通过收缩内部的球体，并膨胀相同数量的外部球体，Power Crust技术还可以用来建造粗糙的偏差大的外表面。有时这些偏差对许多CAD程序或可能会太不精细了，它们可用来把一个坚固的物体制成一个薄薄的贝壳。
　　谈到缺点，现今的Power Crust执行技术存储速度很慢，Amenta说："用它来输入容量为100K的顶点需要花很长的时间"她说薄弱环节就是Voronoi图解计算。"我们希望正在开发中的新的Voronoi图表代码（可假设为一个数值命令）会提供帮助。"
　　另外的不足之处就是它不能处理杂乱无章的点集。她说在这种情况下最重要的就是均分这些杂乱无章的顶点。
　　目前，研究者们正加大力度改进Power Crust技术。例如，Amenta说："当我们仅仅只从外表面的局部获得样本顶点时，我们就开始计算Power Crust的面了。同样，我们希望能加快Voronoi图表的计算。"
　　从商业方面来考虑，Amenta说一旦Voronoi图表的计算加快，Power Crust运算法则将会对利用激光测距数据自动建造物体模型有很大的帮助。

来自：北京火星时代