STL模型高效切片算法：基于分组矩阵与活性三角片表

"STL数据模型的快速切片算法 (2004年)，赵保军等人提出了一种基于分组矩阵和活性三角片表的STL模型切片新算法，旨在提高切片处理效率，减少遍历、排序和求交计算次数。" STL（Stereolithography）数据模型是快速成型技术中的基础，它由一系列三角形面片组成，代表3D物体的表面。在快速成型过程中，将3D模型切片成多个二维层，以便逐层制造。传统的STL模型切片算法通常涉及到大量的三角形遍历、排序和与切片平面的交点计算，这可能导致处理速度慢，尤其是对于复杂的3D模型。 赵保军、汪苏和陈五一在2004年的论文中，深入分析了现有的STL模型切片算法的优缺点。他们指出，传统的算法往往因为频繁的遍历、排序和几何计算，导致效率较低。为了改善这一情况，他们提出了一种新的切片算法，该算法的核心是利用分组矩阵和活性三角片表。 分组矩阵是根据三角片的Z坐标（垂直于构建平台的坐标）进行划分的，每个矩阵元素对应一个高度范围内的所有三角片。通过这种方式，可以预先组织数据，减少在不同高度层之间搜索三角片的次数，从而降低遍历次数。 活性三角片表进一步优化了这一过程。在这个表中，只有与当前切片平面可能有交集的三角片被视为“活跃”，即它们的Z坐标在切片厚度范围内。这样，仅需处理一小部分三角片，而非整个模型，大大减少了计算量。 此外，他们还在活性三角片表中建立了局部的三角片邻接拓扑关系。这种拓扑结构使得在构建切片轮廓环时能够更高效地找到相邻三角片，避免了频繁的查找操作。这样，不仅减少了排序次数，而且简化了轮廓线的构造，提升了整体算法的效率。 论文还强调，通过这些改进，新的切片算法能够在保持切片精度的同时，显著提升处理速度，适应了快速成型技术对高效算法的需求。这一算法对于3D打印和相关领域的软件开发具有重要的理论和实践意义。 关键词涉及的领域包括：三角形矩阵的组织和管理，STL模型的拓扑特性，快速成型技术，以及针对这些特性的高效切片算法。该论文的中图分类号为TP391，属于计算机科学技术类，文献标识码A表示这是一篇学术研究论文，文章编号1001-5965(2004)04-0329-05，表明其发表在2004年4月的某期刊上。