生成二维及三维曲面网格的系统和二维曲面平整系统

1、一种应用计算机辅助设计系统生成逼近映射到一个平面的三维曲面区域的二维形体的方法，上述曲面区域由多个在曲面边界处结合在一起的参数样条片状曲面的定义，并至少有在上述曲面区域中定义了一个间断性的一条边以及至少一个在该边上定义了一个点的顶点，该方法包括以下步骤：
在上述三维曲面区域上生成一个与上述曲面的边界无关的曲面区域的拓扑一致的区域网格，其中该网格与相应的曲面的数学定义相合并支持这数学定义，该网格包括由连线互相连接的结点，这些连线定义了连线之间的多边形元素；以及
映射上述多边形元素到一个平面并将这些多边形元素结合成一个二维形体。
2、权利要求1中的方法，其中上述的生成过程包括定义至少一个与上述参数样条片状曲面不同的生成曲面，在该至少一个生成曲面上规定出附加的结点，以及将这些附加的结点投射到各参数样条片状曲面上。
3、权利要求2中的方法，其中所说的至少一个生成曲面包括定义在一个现有的结点的领域中的一个局部切平面。
4、权利要求1中的方法，其中所说的生成过程由在上述顶点处放置一个顶点结点以及沿着上述边放置边结点起始并对于上述已先放置的结点再向前放置添加的结点。
5、权利要求1中的方法，其中上述的多个样条片状曲面具有建立了网格的数学定义，并且其中上述的投射包括用与各曲面相应的格网定义体积元素以及判定上述每一结点位于上述哪一个体积元素。
6、权利要求1中的方法，其中上述的多边形元素为三角形元素素。
7、应用于计算机辅助设计系统生成逼近映射到一平面的三维曲面区域的二维形体的方法，该三维曲面至少由一个参数化定义的曲面所定义，并且至少有一条边定义了上述三维曲面中的一个间断，而且至少有一个顶点定义了上述边上的一点，该方法包括以下步骤：
在该三维曲面上生成与该三维曲面拓扑一致的网格，该网格包由连线连接的结点，这些连线在该连线之间定义了多边形元素，其中上述的生成过程包括定义至少一个与该三维曲面不同的生成曲面，在上述至少一个生成曲面上放置添加的结点并将这些添加的结点从该至少一个生成曲面上投射到该三维曲面上而使得它们位在该三维曲面上;以及
映射上述的多边形元素到一个平面并且将上述多边形元素组合成一个二维形体。
8、权利要求7中的方法，其中上述的多边形元素是三角形元素。
9、权利要求8中的方法，其中上述的生成过程包括用三角形在相切于那个特定的现有的结点的平面上封闭每一个现有的结点。
10、权利要求7中的方法，其中上述的至少一个生成曲面包括定义在一个现有结点邻域中的一个切平面。
11、权利要求7中的方法，其中上述的生成过程由在上述顶点处放置一个顶点结点和沿上述边放置边结点并且对于先放置的结点向前放置添加的结点而起始。
12、权利要求11中的方法，其中上述的生成过程包括在每一结点处判定与那个特点结点相连的连线数并响应上述的放置而放置更多的的结点。
13、权利要求7中的方法，其中上述的投射包括定义与该三维曲面拓扑一致的一个网格，用该网格定义体积元素并判定该特定点位在上述那个体积元素之中。
14、应用计算机辅助设计系统生成逼近一映射到一平面的三维曲面区域的二维形体的方法，上述的三维曲面区域由至少一个参数样条片状曲面定义并具有至少一条边定义了上述曲面区域中的一个间断并且至少一个顶点定义了上述边上的一个点，该方法包括以下步骤：
通过沿上述每条边生成与该曲面区域拓扑一致的多边形元素条带以及向这些条带生成与曲面区域拓扑一致的内部多边形元素直至该多边形元素事实上复盖了上述的曲面区域为止，上述的网格包含由连线互相连接起来的结点，这些连线定义了它们之间的多边形元素;
将上述至少一个结点映射到上述平面中的一个位置;以及
将上述的多边形元素映射到上述平面中的一个位置，其中该多边形元素将与原已映射到上述平面的一个多边形元素至少共用一个结点，其映射的方式使得上述多边形元素一般位于以上述至少一个结点为中心的环状部分以便逐步生成二维形体。
15、权利要求14中的方法，其中至少有上述结点之一实际上包含在向上述曲面区域上的上述网格生长的最后一个上述多边形元素之中。
16、权利要求14中的方法，包括接收用户在上述映射之前对于参数样条片状曲面上在上述网格中定义了间断性的曲线的选择的功能。
17、权利要求16中的方法，包括接收用户对于被用户选择的曲线封闭的区域的选择以及从所选择的曲域中删除网格的功能。
18、权利要求14中的方法，包括接收用户在上述平面上对于定义了在上述二维形体中的间断性的曲线的选择功能。
19、权利要求18的方法包括接收用户对于由用户所选择的曲线封闭起来的区域的选择功能及删除所选区域中的网格的功能。
20、权利要求14中的方法，包括接收用户对于至少两个参数样条片状曲面的边的选择功能以及在所选定的边处将与至少该两个参数样条片状曲面拓扑一致的网格连接起来的功能。
21、应用计算机辅助设计系统生成与二维和三维曲面的拓扑一致的网格的方法，其中该曲面上具有至少一条边以及该条边上具有至少一个顶点定义了一个点，该网格包括了由连线相互连接起来的结点，这些连线定义了它们之间的三角形元素，该方法包括以下步骤：
沿上述每一条边分布结点并通过使用三角形元素至少是部分地将这些边结点封闭起来而沿着上述每一条边生成一个与曲面的拓扑一致的三角形元素条带并由此产生另外的结点;以及
通过至少是部分地用三角形封闭上述添加的结点而生成与曲面的拓扑一致的内部三角形元素。
22、权利要求21中的方法，其中上述结点沿上述至少一条边从上述顶点出发以上述连线长度所规定的增量分布并且其中上述生成一个条带包括了以三角形元素至少是部分地封闭上述顶点。
23、权利要求22中的方法，进而还包括接收用户对于上述连线所希望的长度的选择功能。
24、权利要求21中的方法，其中包括通过反复比较与各个结点连接的实际上所有的连线长度在完成了网格的生成之后将上述结点重新置位。
25、应用计算机辅助设计系统生成与三维曲面拓扑一致的网格的方法，该三维曲面包括至少一个参数化定义的曲面并具有至少一个顶点定义了该曲面上的一个点，该网格包括了由连线连接起来的结点，这些连线定义了它们之间的多边形元素，该方法包括以下步骤：
定义不同于该三维曲面的至少一个生成曲面，在该至少一个生成曲面上设置另外的结点并从该至少一个生成曲面上把这些附加的结点投射到该三维曲面上使得这些点位于这个三维曲面上。
26、权利要求25中的方法，其中上述的多边形元素为三角形元素。
27、权利要求25中的方法，其中上述的至少一个生成曲面包括一个定义在一个现有结点的邻域中的局部切平面。
28、权利要求27中的方法，其中上述的生成过程包括在那个特定的现有的结点的邻域中用该切平面上的多边形元素封闭每一个现有的结点。
29、权利要求25中的方法，其中上述的生成过程通过在该顶点设置一个顶点结点而起动并且通过对于先设置的结点设置另外的结点而继续进行。
30、权利要求29中的方法，其中上述的生成过程包括判定每一结点处与该特定结点相连的连线数目并响应该判定而设置更多的结点。
31、权利要求25中的方法，其中上述的投射过程包括定义一个与该三维曲面拓扑一致的网格，用该网格定义体积元素以及判定该特定结点位在这些体积元素中那个之中。
32、利用计算机辅助设计系统圈起或展开一个三维曲面的方法，该曲面由与该三维曲面拓扑一致的一个三角形网格所覆盖，该三角形网格包括由连线相接的结点，这些连线定义这些连线之间的三角形元素，该方法包括以下步骤：
在一个参数定义的三维曲面上一个结点的邻域中定义一个局部切曲面;
把该结点和封闭该结点的多个三角形元素投射到上述局部切曲面上;
旋转并平移该局部切曲面;以及
把该结点与封闭该结点的该多个三角形元素从该局部切曲面上正规地投射到上述参数定义的三维曲面上。
33、权利要求32中的方法，进而还包括以下步骤：通过把上述结点投射到上述的局部切曲面上而生成一个与该三维曲面拓扑一致的三角形网格，用多个三角形元素在上述局部切曲面上封闭上述结点以产生另外的结点以及把这些结点从该局部切曲面上正规地投射到上述参数定义的三维曲面上。
34、权利要求32中的方法，其中上述的局部切曲面是一个二维平面。
35、权利要求32中的方法，其中上述参数定义的曲面由一个网格所覆盖以及其中上述的投射步骤包括用上述的网格定义体积元素并判定上述的结点位于上述的那个体积元素中。
36、用计算机辅助设计系统生成与三维曲面拓扑一致的网格的方法，该三维曲面包括至少一个参数定义的曲面并具有至少一个顶点在该三维曲面上定义了一个点，上述的网格包括了由连线相连的结点，这些连线定义了它们之间的多边形元素，其中包括以下步骤：
沿上述每一条边分布结点并且通过至少是部分地用三角形元素封闭这些边结点而沿上述每条边生成与该曲面拓扑一致的三角形元素条带并从而生成另外的结点;
通过至少是部分地用三角形封闭上述添加的结点而生成与曲面拓扑一致的内部三角形元素;
其中上述的生成步骤包括把现有的一个结点及与该现有的特点结点相邻的结点投射到该特定的现有的结点邻域之中的该三维曲面的切平面，通过用包含了与该特定现有结点相邻的上述结点的三角形元素来封闭该特定的现有结点而在上述局部切平面上生成新的结点。以及将现有的和新的结点从局部切平面上正规地投射到该三维曲面上。
37、权利要求36中的方法，包括消除出现结点由非预定个数的三角形元素封闭的情况。
38、权利要求36中的方法，包括通过比较在上述三维曲面和上述局部切平面上的结点之间的距离对网格之中的结点重新置位。
39、一种计算机辅助设计设备，该设备是用以产生精确逼近平整化的三维曲面的二维模式图象的。该三维曲面由至少一个参数样条片状曲面所定义并包括至少一条边在该三维曲面中形成一个间断，该设备包括：
一个网格生成器，该生成器适于在上述三维曲面上生成与该三维曲面拓扑一致的区域网格，生成该网格是通过沿上述每一条边生成与该三维曲面拓扑一致的多边形元素条带并向该条带生成与该曲面区域拓扑一致的内部多边形元素直到该多边形元素实际上覆盖了该曲面区域为止，上述网格包括由连线相互连接起来的结点，这些连线定义了它们之间的上述多边形元素;
用于将上述结点映射到一个平面以及用于该平面中设置结点的装置，用于映射的该装置适于在上述平面中设置至少一个上述的结点并以下述方式在该平面中设置多边形元素，使得上述多边形元素与先前映射到该平面的上述多边形元素至少共用一个结点并位于一般是以至少是上述结点之一为中心的环形部分之中以形成二维形体。
40、权利要求39中的计算机辅助设计设备，该设备包括用于接受用户在三维曲面上选择定义了该网格间断性的曲线的装置。
41、权利要求40中的计算机辅助设计设备，该设备包括用于接收用户选择在三维曲面上已被封闭的区域以及用于从该区域删除网格的装置。
42、权利要求40中的计算机辅助设计设备，该设备包括用于接收用户选择至少两个样条片状曲面的边以及用于在所选择的边处将与上述的至少两个样条片状曲面的拓扑一致的网格结合在一起。
43、计算机辅助设计系统中的一种设备，该设备适于生成与三维曲面拓扑一致的网格，该三维曲面包括至少一个参数定义的曲面并具有至少一个顶点在该三维曲面上定义了一个点，该网格包括由连线互相连接的结点，这些连线定义了它们之间的多边形元素，上述设备包括：
周边结点产生器，该生成器适于沿上述每一条边产生并分布结点以及通过至少是部分地用三角形封闭上述边结点而沿上述每一条边生成与曲面拓扑一致的三角形元素条带并生成另外的结点;
一个内部结点产生器，该产生器通过至少是部分地用三角形封闭上述添加的结点适于使得与曲面拓扑一致的三角形元素生长;
其中上述的结点产生器包括用于下述操作的装置：将现有的一个结点以及与现有的这个特定结点邻近的结点投射到该特定现有结点邻域中的三维曲面的局部切平面上，通过用包含与该特定的现有结点邻近的上述结点的三角形元素封闭该特定的现有结点而设置上述局部切平面上新的结点，将现有的和新的结点从局部切平面上正规地投射到该三维曲面上。
44、权利要求43中的设备，该设备包括用于消除结点由并非预定的三角形元素数目所封闭的情形的装置。
45、权利要求44中的设备，该设备包括用于通过比较上述三维曲面上以及上述局部切平面上结点之间的距离而重新置位网格中的结点这样的装置。

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