基于单元分解的实体构造几何技术(CDCSG)——一种构造实体模型的新方法

本文提出了一种构造实体模型的新方法,CELL DECOMPOSED CONSTRUCTIVE SOLID GEOMETRY,简称为CDCSG。这种新方法较之常用的CSG加边界表达的方法有两点主要区别:第一,在CDCSG中边界表示是用来描述各基本体素的几何信息和拓扑信息而不是用来描述整体模型的。因此它没有给出显式的模型总体边界表示。第二,与CSG树不同,在CDCSG系统中建立结构二叉树(CDCSG树)时,只使用了“粘合”和“钻孔”两种简化了的布尔算子。这一造型方法和目前通用的CSG加边界表达的造型方法相比有下列明显的优点:在基于CSG加边界表达的造型系统中,有关体素间的联系信息是用显式描述的,这时要修改一个模型(增加,删除或改变与模型有关的基本体素)是很困难且代价相当高的(如果不是不可能的话),而在CDCSG造型系统中这种修改却非常容易实现;在基于边界表达的造型系统中,为了执行构造CSG树时的布尔运算,必须整个模型同时存在于计算机内存。这样就造成了复杂模型数据量大和计算机内存有限的矛盾。CDCSG方法的另一个优点是可以设计出一种动态存储管理系统。在这个系统中,每个基本体素和修改后的体素均可独立存取和调用;因而,我们能够只将使用最频繁的基本体素存于高速存储区而将大多数的数据存于低速存储区。这样就可以克服上述矛盾,为开发一个