CN102096947A - 球面网格模型生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球面网格模型生成方法，包括如下步骤：A、依据需要的球面网格点数量，初始生成六个有限网格点的矩形平面；B、将六个矩形网格点平面边界相连拼接成一个正交六面体，该六面体几何中心与球心重合；C、依据需要的球面半径大小，以六面体几何中心为球心，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处。本发明的有益效果是：利用本发明描述的方法所生成的球面网格，网格点接近均匀、同时减少了空间使用和计算时间，其实现方式简单，作为后续建模过程的基础模型，有利于后续建模效果更加理想。并且，本发明描述的方法还可根据需要，对球心位置，球面半径大小，及球面网格点数量大小进行设置。

Description

球面网格模型生成方法

技术领域

本发明涉及一种计算机生成球面网格模型的方法，特别是涉及一种适用于导管心腔表面建模中初始均匀球面网格模型生成方法。

背景技术

球面网格模型在许多领域中均有所应用，传统的球面网格模型生成方法有经纬线方法、Bezier曲面生成法等。

传统的基于经纬线方法生成的球面，在低纬度处网格点分布过于密集，将造成数据过多冗余，使得后续对球面网格处理的计算量过大，效率下降。并且网格点在球面分布不均匀，建模效果不理想。

基于Bezier曲面生成方法，计算较复杂，计算量大。并且所生成的球面网格不均匀。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算数据量较小、网格分布基本均匀的球面网格模型生成方法。

本发明的技术方案如下：

一种球面网格模型生成方法，包括如下步骤：

A、依据需要的球面网格点数量，初始生成六个有限网格点的矩形平面；

B、将六个矩形网格点平面边界相连拼接成一个正交六面体，该六面体几何中心与球心重合；

C、依据需要的球面半径大小，以六面体几何中心为球心，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处。

本发明的附加技术方案如下：

A步骤中，初始生成六个矩形平面，包括如下过程：

依据所需球面网格点数量，平均分配给六个矩形平面，得到每个矩形数据大小，在计算机存储介质中申请所需数量大小的三维点空间，根据三维坐标系统X、Y、Z方向，将六个矩形设计为前、后、左、右、上、下共六个方向面；

B步骤中，将六个矩形平面拼接成一个正交六面体，包括如下过程：

针对每一个矩形平面，将平面中每一个网格点指定一个三维坐标值。其中，前方向平面中各网格点坐标Z值相同；后方向平面中各网格点坐标Z值相同；左方向平面中各网格点坐标X值相同；右方向平面中各网格点坐标X值相同；上方向平面中各网格点坐标Y值相同；下方向平面中各网格点坐标Y值相同，经赋值后，六个矩形边界坐标相连，正好拼接为一个正交六面体，且六面体几何中心与球心重合，六面体任意边长为大于零的数值；

C步骤中，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处，包括如下过程：

连接指定的球心与每一网格点形成球心到网格点的方向，在该方向上，取一点，该点与球心距离为指定的球面半径大小，将该点坐标替换对应网格点坐标，所有网格点经变换后，所得到的模型即为一球面网格模型。

本发明的有益效果是：利用本发明描述的方法所生成的球面网格，网格点接近均匀、同时减少了空间使用和计算时间，其实现方式简单，作为后续建模过程的基础模型，有利于后续建模效果更加理想。并且，本发明描述的方法还可根据需要，对球心位置，球面半径大小，及球面网格点数量大小进行设置。

本发明的方法与基于传统的球面构建方法比较，构建相同表面大小、相同最大网格点密度的球面网格，其网格点数据量为本发明的2～3倍。

本发明在实施时可将矩形、六面体具体化为正方形、正方体，因为正方体是最接近于球体的简单基本形体。以正方体为基础构建的球面，可以最优限度的优化网格的均匀度，节约计算量和存储空间。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明方法实施例中B步骤中将矩形组合为正交六面体的示意图。

图2是本发明方法实施例中C步骤中由正交六面体生成为球面的示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施例1，一种球面网格模型生成方法，包括如下步骤：

A、依据需要的球面网格点数量，初始生成六个有限网格点的矩形平面，具体表示为六个正方形平面；

B、将六个正方形网格点平面边界相连拼接成一个正方体，该正方体几何中心与球心重合；

C、依据需要的球面半径大小，以正方体中心为球心，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处。

上述的步骤可以进一步的细化为下属步骤实现：

A步骤中，初始生成六个正方形平面，包括如下过程：

依据所需球面网格点数量，平均分配给六个正方形，得到每个正方形数据大小，在计算机存储介质中申请所需数量大小的三维点空间，根据三维坐标系统X、Y、Z方向，将六个正方形设计为前、后、左、右、上、下共六个方向面；

B步骤中，将六个正方形平面拼接成一个正方体，包括如下过程：

针对每一个正方形平面，将平面中每一个网格点指定一个三维坐标值。其中，前方向平面中各网格点坐标Z值相同；后方向平面中各网格点坐标Z值相同；左方向平面中各网格点坐标X值相同；右方向平面中各网格点坐标X值相同；上方向平面中各网格点坐标Y值相同；下方向平面中各网格点坐标Y值相同，经赋值后，六个正方形边界坐标相连，正好拼接为一个正方体，且正方体中心与球心重合，正方体边长为大于零的数值；

C步骤中，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处，包括如下过程：

连接指定的球心与每一网格点形成球心到网格点的方向，在该方向上，取一点，该点与球心距离为指定的球面半径大小，将该点坐标替换对应网格点坐标，所有网格点经变换后，所得到的模型即为一球面网格模型，且网格点基本均匀。

在得到按上述实施例所述方法生成的球面网格模型后，可以再以生成的球面网格模型作为基础构建新的模型。一个实际应用的例子是，在构建人体心腔表面模型中的应用，首先按上述方法生成球面网格模型基础，然后对人体心腔内壁上不同的位置点进行采集，用采集获得的若干个离散点对球面网格上的点进行调整，生成人体心腔表面模型。所生成人体心腔表面模型比在传统球面模型基础上得来的人体心腔表面模型网格分布均匀，避免了传统球面构建的模型局部网格点过度密集的情况，同时可以减少了空间使用和计算时间。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (2)

1.一种球面网格模型生成方法，包括如下步骤：

A、依据需要的球面网格点数量，初始生成六个有限网格点的矩形平面；

B、将六个矩形网格点平面边界相连拼接成一个正交六面体，该六面体几何中心与球心重合；

C、依据需要的球面半径大小，以六面体几何中心为球心，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处。

2.根据权利要求1所述的球面网格模型生成方法，其特征在于：

A步骤中，初始生成六个矩形平面，包括如下过程：

依据所需球面网格点数量，平均分配给六个矩形平面，得到每个矩形的数据大小，在计算机存储介质中申请所需数量大小的三维点空间，根据三维坐标系统X、Y、Z方向，将六个矩形设计为前、后、左、右、上、下共六个方向面；

B步骤中，将六个矩形平面拼接成一个正交六面体，包括如下过程：

针对每一个矩形平面，将平面中每一个网格点指定一个三维坐标值，其中，前方向平面中各网格点坐标Z值相同；后方向平面中各网格点坐标Z值相同；左方向平面中各网格点坐标X值相同；右方向平面中各网格点坐标X值相同；上方向平面中各网格点坐标Y值相同；下方向平面中各网格点坐标Y值相同，经赋值后，六个矩形边界坐标相连，正好拼接为一个正交六面体，且六面体几何中心与球心重合，六面体任意边长为大于零的数值；

C步骤中，将每一网格点在球心与该点方向上移动到距球心距离为半径处，包括如下过程：

连接指定的球心与每一网格点形成球心到网格点的方向，在该方向上，取一点，该点与球心距离为指定的球面半径大小，将该点坐标替换对应网格点坐标，所有网格点经变换后，所得到的模型即为一球面网格模型。

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