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上个世纪末,三维扫描技术的出现和发展催生了一种新的数字媒体形式——数字几何。数字几何是指通过对真实物体的表面进行采样而得到的几何数据。由于该技术将实际的模型转换为三维数据并使用计算机进行处理,可以方便的进行数学建模、分析、编辑,因此,该项技术很快在工业制造、三维建模、游戏影音、医学成像、文化遗产保护和重建等方面都有了非常重要的应用。 数字几何处理的基础是三维扫描,由于技术原因的限制,三维实体扫描所得的三维模型在边界处往往带有缺失孔洞。对于一般较平滑的孔洞,现有方法已经可以完美修复。但是对于带有尖锐特征的孔洞,现有方法往往不能令人满意。本文针对这种不足,提出了保持尖锐特征的三维模型孔洞修补方法并在此基础上讨论了模型上G1连续的模型恢复。 本文首先恢复模型缺失孔洞附近的尖锐特征,尖锐特征的恢复主要使用了能量优化法和平面簇方法。能量优化法定义了一种能量,该能量反映了求解特征和理论特征之间的差异,通过优化手段求解该能量,可以得到模型的尖锐特征。平面簇方法对每个初始特征点建立相应平面簇,对每个平面簇求一个修正特征点,从而得到原模型的尖锐特征。这两种方法在恢复模型尖锐特征方面都有优秀的表现。在得到模型的缺失尖锐特征后,以尖锐特征为边界,将原孔洞划分为平滑孔洞,然后对这些孔洞进行修补。较之于现有方法,本文的方法不仅能修复模型孔洞,而且更好的保持了原模型的尖锐特征。实验结果表明了本文提供算法的合理性及较之于现有方法的优越性。然后,本文针对一个实际的例子,示范了在保持各曲面片之间相互G1连续的前提下如何划分曲面片、曲面片控制顶点应该满足的条件。