(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210767627.4 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 上海理工大 学 地址 200093 上海市杨 浦区军工路516号 (72)发明人 陈龙　燕楠　 (74)专利代理 机构 上海邦德专利代理事务所 (普通合伙) 31312 专利代理师 梁剑 (51)Int.Cl. G06F 16/901(2019.01) G06F 16/903(2019.01) G06F 16/23(2019.01) G06F 30/17(2020.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 一种支持体参数化模型表达的翼面数据结 构构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种支持体参数化模型表达 的翼面数据结构构建方法， 包括： 该数据结构提 取和存储体参数化模型的几何、 拓扑和参数化3 类信息,其中几何信息包括体参数化模型的节点 矢量、 阶数与控制点,拓扑信息为体参数化模型 子片之间的曲面共享信息,参数化信息为子片的 参数方向。 然后使用类似边界表达模 型的翼边数 据结构来存储,形成支撑体参数化模 型的翼面数 据结构,基于该数据结构实现体参数化模型的查 询、 插入、 细化与删除等操作。 根据本发明， 结构 简单合理， 具有良好的时间和空间效率,为复杂 体参数化模型的构建及应用提供良好的支撑 。 权利要求书1页 说明书7页 附图6页 CN 115017372 A 2022.09.06 CN 115017372 A 1.一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构 构建方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 基于有向图的翼面数据结构进行提取数据结构的几何信息， 将输入的体参数化模 型分为若干 子片， 将每 个子片中控制点； S2、 提取拓扑信息， 获取子片几何信息之后提取 出子片表面信息； S3、 提取参数信息， 指定模型中任意子片为基准片， 使用参数化信息提取算法将其余子 片的参数信息和基准片统一。 2.如权利要求1所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 步骤S1中提取的子片信息包括控制点、 节点矢量、 阶数， 且将提取的重要信息通过索 引数组压缩， 将压缩后的数据信息放入子片存 储。 3.如权利要求1所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 步骤S2中将每个子片表 面视为一个离散点集合， 使用Hausdorff距离公 式计算子片表 面之间距离， 距离最近的两个子片表面作为邻接面， 两个子片作为邻接片。 4.如权利要求1所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 通过采用NURBS作为形函数， 建立参数域到物理域的映射关系可构建NURBS体， 多个 NURBS体合并组成完整的体参数化模型。 5.如权利要求1所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 步骤S3中参数化信息的提取是对体集合中元素的控制点排序， 通过对比邻接片的控 制点得到 辅助顺序， 随后按照辅助顺序重新对待排序片内控制点 排序。 6.如权利要求1所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 在数据结构构建结束后进行数据结构快速查询操作、 数据结构的深度遍历和广度遍 历及数据结构的模型修改。 7.如权利要求6所述的一种支持体参数化模型表达的翼面数据结构构建方法， 其特征 在于， 所述数据结构快速查询操作包括进 行点、 线、 面、 子片的查询， 统一为给定任意目标之 后查询该目标在模型的哪些子片中； 数据结构的深度遍历和广度遍历包括给定当前子片和任意当前子片的表面编号， 以表 面编号为方向， 当前片为 起点进行深度遍历， 查找操作结果 为深度遍历路径上 所有的子片； 数据结构的模型修改包括建立在翼面结构之上的修改可以提供多种选项， 修改根据修 改方向分为3种。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115017372 A 2一种支持体参数化模型表达的翼面数据 结构构建方法 技术领域 [0001]本发明涉及计算机图形的技术领域， 特别涉及一种支持体参数化模型表达的翼面 数据结构 构建方法。 背景技术 [0002]在模型设计领域， 模型表达方式有点云表达、 线框表达、 边界表达法(B ‑rep)、 构造 实体表达(CSG)、 参数化表达等方法,仿真领域主 要是有限元网格模型表达 。 [0003]体参数化建模已经有较多相关工作。 有面向边界表达模型的重建式建模方法,利 用各种优化方法生成适用于等几何分析 的体参数化模型。 以及创建式建模方法， 利用交互 造型方法生成适应于等几何分析 的体参数化模型。 拓扑分割 方法进行体参数化模型构建， 该方法可以保证模型的细节特征和拓扑结构。 也有在B样条基础上进行扩展， 使用T样条、 PHT样条等 不同的样条基函数来进行体参数化模型构建。 [0004]目前针对体参数化模型数据结构的工作较少， 缺少一种高效、 简洁的数据结构来 表达体参数化模 型中的几何、 拓扑以及参数化信息。 本文通过借鉴和拓展B ‑rep中常用的翼 边数据结构， 提出一种支撑体参数化模型 的翼面数据结构。 翼边数据结构以边为核心来组 织数据， 而体参数化模型被划分为若干类六面体子片， 因此需要以子片之间的共享面为核 心组织数据。 发明内容 [0005]针对现有技术中存在的不足之处， 本发明的目的是提供一种支持体参数化模型表 达的翼面数据结构构建方法， 具有良好的时间和空间效率,为复杂体参数化模型 的构建及 应用提供良好的支撑。 为了实现根据本发明的上述 目的和其他优点， 提供了一种支持体参 数化模型表达的翼面数据结构 构建方法， 包括： [0006]S1、 基于有向图的翼面数据结构进行提取数据结构的几何信息， 将输入的体参数 化模型分为若干 子片， 将每 个子片中控制点； [0007]S2、 提取拓扑信息， 获取子片几何信息之后提取 出子片表面信息； [0008]S3、 提取参数信息， 指定模型中任意子片为基准片， 使用参数化信息提取算法将其 余子片的参数信息和基准片统一。 [0009]优选的， 步骤S1中提取的子片信息包括控制点、 节点矢量、 阶数， 且将提取的重要 信息通过索引数组压缩， 将压缩后的数据信息放入子片存 储。 [0010]优选的， 步骤S2中将每个子片表面视为一个离散点集合， 使用Hau sdorff距离公式 计算子片表面之间距离， 距离最近的两个子片表面作为邻接面， 两个子片作为邻接片。 [0011]优选的， 通过采用NURBS作为形函数， 建立参数域到物理域的映射关系可构建 NURBS体， 多个NURBS体合并组成完整的体参数化模型。 [0012]优选的， 步骤S3中参数化信息 的提取是对体集合中元素的控制点排序， 通过对比 邻接片的控制点得到 辅助顺序， 随后按照辅助顺序重新对待排序片内控制点 排序。说　明　书 1/7 页 3 CN 115017372 A 3