《基於代數曲面的高精度物理建模與繪製》是依託山東大學，由屠長河擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：基於代數曲面的高精度物理建模與繪製
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：屠長河
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
高精度物理建模和成像計算技術是一直是計算機圖形學、計算機動畫、科學計算可視化、計算機輔助幾何設計等領域的研究熱點，近年來廣泛套用在虛擬現實、數字影視遊戲、數字醫療與康復、仿生工程以及三維列印等領域。本項目針對上述套用領域需求，開展以下幾個方面的內容研究：1、基於中間復形曲面的複雜形狀逼近理論和方法；2、基於代數曲面的高精度碰撞檢測和距離計算；3、基於中間復形格線的變形計算方法；4、複雜拓撲物體受力分析、物體結構加固方法；5、複雜拓撲形狀的高精度繪製算法。本項目旨在通過對上述內容的研究，為開發高度真實的三維虛擬手術模擬系統、人體器官或軟組織的高精度三維列印以及仿生裝置的加工製造系統提供理論和技術支持，以提升我國在上述領域的創新設計能力和國際競爭力。
結題摘要
複雜三維物體表面的高精度表示、變形以及呈現理論和技術是計算機圖形學、計算機動畫、科學計算可視化等領域的研究熱點。近年來，上述理論和技術廣泛套用於三維數字醫療與康復、仿生工程、數字製造等新興領域，上述領域的發展對複雜物體表達及相關理論和技術提出了新的需求，現有複雜三維物體表面的表示、變形和呈現理論和技術面臨下述挑戰：如何構建更高精度的三維表示模型、更為真實的軟體變形、更為魯棒的結構受力分析以及更為強健的複雜物體三維結構呈現。針對新套用需求下的複雜三維表面的表示、變形和呈現理論和技術所面臨的上述挑戰，本項目探索了中間復形曲面的計算與簡化、三維曲面的代數表達、代數曲面的連續碰撞檢測、基於中間復形曲面的形狀變形、非剛性形變模型的四邊形格線化、形變物體重建、類蜂巢結構及中軸樹結構受力分析最佳化方法、應力場多孔結構建模方法、模型加固可列印性最佳化方法、隱式曲面高精度呈現及物理呈現等相關理論和技術，取得了一系列成果，並將其套用於數字製造等新興領域。
