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曲面重构是计算机辅助几何设计(CAGD)和计算机图形学(CG)的一项重要内容。在现有的曲面重构技术中,非均匀有理 B样条(NURBS)方法无疑是最为广泛流行的技术。因为NURBS优良的性质,国际标准化组织(简称ISO)于1991年正式颁布了关于工业产品几何定义的STEP(产品模型数据交换标准)作为国际标准,把NURBS方法作为定义产品形状的唯一数学方法。 本课题主要是对NURBS曲面重构技术以及重构过程中的相关算法进行研究,具体研究内容如下: 1、针对各种曲面重构系统之间数据转换存在的问题,以STEP作为数据转换的实现标准,对其数据文件组织结构进行分析,并在此基础上提出基于 STEP标准格式的转换算法,设计相应的数据转换接口。 2、本文探讨了点云数据的获取与预处理技术,提出了曲率与弦高偏差相结合的数据精简算法,该算法可以对含有大量冗余的测量点数据进行精简处理,并且可以比较精确地保存外形。提出基于点的ICP算法进行多视拼合,解决了任意多视点云的拼合问题。 3、对用NURBS方法进行N边域曲面重构进行了研究。先由Gregory方法构造N边域曲面的方法生成N边域Coons类曲面,再通过曲面转换定理给出的曲面转换方法将此Coons类混合B样条曲面转换成易于在现有曲面重构系统中实现的NURBS曲面。 4、为了验证该课题理论研究工作的正确性,本文以Windows XP为操作系统平台,以C＃为开发工具,结合OpenGL三维图形标准库,采用面向对象的设计方法完成一小型系统。该系统实现了数据预处理和NURBS曲面重构的可视化。