三维模型孔洞修复算法：高效修复实体缺失

"三维封闭三角网格模型的缺失实体孔洞修复算法" 在三维计算机图形学和数字几何处理领域，三角网格模型是一种广泛使用的表示复杂形状的方法。然而，由于数据采集、建模过程中的误差或者不完整数据，这些模型可能出现缺失实体孔洞的问题。针对这一问题，本文提出了一种高效的修复算法，旨在提升模型的质量和完整性。 首先，算法从一个或多个初始导引点开始，这些点位于孔洞边缘附近。通过分析几何特征，如边界的连续性和方向，算法能够自动搜索到孔洞的边界。边界识别是关键步骤，它决定了修复的准确性。 接着，利用水平集方法扩展边界，这是一种用于追踪界面变化的有效工具。通过水平集函数，算法可以将孔洞的边界表示为零等值线，并以此为基础向孔洞内部扩展，准确地确定需要修复的区域。 为了构建修复表面，算法采用边界采样和投影技术建立代理曲面。这个代理曲面不仅可以作为内环三角化的基础，还能允许对三维网格表面进行自由变形，以适应孔洞的形状。这一过程确保了修复表面与原有模型的无缝融合。 接下来，通过合并相邻环间的区域，并结合边缘约束进行平滑处理，生成了孔洞的上缝合面。这一步有助于消除不连续性和保持整体的几何一致性。然后，算法进一步向内扩展，获取孔洞下表面的边界轮廓，以便搜索出上下边界环之间的三角网格区域。 在这个基础上，同样的方法被用来构建缺失实体孔洞的下缝合面。上下缝合面的构建确保了孔洞的完全封闭，并为修复实体提供了完整的表面结构。 最后，算法将上下缝合面连接起来，同时处理两个边界轮廓环之间的三角网格区域，从而形成一个连续且无洞的实体。这种方法减少了人工交互设计的需求，提高了修复效率，生成的修补结果具有较高的质量和精度。 实验结果显示，该算法成功简化了修复流程，减少了人工干预，适用于各种复杂的三维模型，对于提高产品设计和制造业中的模型质量具有重要意义。总体而言，该算法为三维模型的自动修复提供了一种有效且实用的解决方案。