實體的b-rep表示模型是一非常複雜的模型,要求能夠表達出多面體各幾何元素之間完整的幾何和拓撲關係,並且允許對這種幾何和拓撲關係進行修改.在b-rep表示中,體、面、邊和頂點是最基本的幾何元素,在實體的拼合、顯示、分析計算或人機互動過程中,對基本幾何元素的下列操作是必不可少的:
.增加或刪除體、面、邊或頂點;
.已知乙個體,查詢它的所有面、所有邊或所有頂點;
.已知乙個面或乙個邊,查詢它所屬於的體;
.已知乙個面,順序查詢圍成它所有邊;
.已知乙個邊,查詢交於該邊的所有面,或著查詢該邊的鄰邊,或者查詢該邊的兩個端點;
.已知乙個頂點,查詢交於該頂點的所有邊或所有面.
以上這些基本操作的效率直接影響著整個實體造型系統的效率。乙個b-rep資料結構應當方便、迅速地實現幾何元素的這些查詢或增刪操作.為了查詢或操作方便,必須建立各幾何元素間的拓撲關係,且引入其它輔助元素,例如在許多b-rep資料結構中具有環結點,用來表示面的內、外封閉邊界.在b-rep的資料結構設計時,除了需要考慮時間的因素外,還要考慮空間的因素,即模型所佔計算機記憶體的大小,但往往這兩方面是互相矛盾的.要想各個幾何元素之間查詢迅速,必然要在它們之間建立廣泛的聯絡,這樣必然增加儲存空間的佔用量.反過來也是如此,而半邊資料結構就很好的權衡了空間和時間的問題。
在構成多面體的三要素(點、邊、面)中,半邊資料結構仍以邊為核心,但為了方便表達拓撲關係,它將一條邊表示成拓撲意義上方向相反的兩條「半邊」,所以稱為半邊資料結構,其結構入圖:
半邊資料結構共包含六個結點:體、面、環、邊、半邊和頂點.半邊是一連線兩個頂點並具有一固定方向的線段.一系列首尾相連的半邊形成乙個環.半邊的關係是乙個邊包含兩個相反方向的半邊,由這兩個半邊可以查詢交於這個邊的兩個面。半邊的含義如上圖所示.半邊資料結構的優點是幾何元素之間的互相查詢非常方便,不足之處是由於結點多占用空間較大。
半邊資料結構的六個結點在c語言中被表達成「結構」.結點之間通過結構指標互相聯絡.這些結點描述如下:
從圖中可以看出,許多幾何元素可以有不同的搜尋路徑,例如查詢實體上的頂點可以有兩個路徑:一是體→面→環→半邊→頂點;二是體→頂點.第二個路徑比第乙個路徑要簡捷得多,用來進行實體的平移等整體操作;第乙個路徑一般用作區域性查詢。
半邊資料結構
三維網格資訊分為兩個部分 幾何 geometry 頂點的位置資訊 資訊和拓撲 topology 點線面之間的鄰接關係 資訊 儲存點麵資訊的資料結構 1.以麵為中心 face set 儲存面,每個面包含三角形的頂點的座標值.占用大量記憶體 2.共享頂點 頂點座標陣列,三角麵片為頂點索引,沒有鄰接關係。...
半邊結構實踐總結
目錄3.基本資料結構 4.構網問題 版本日期 說明0.1 2019 06 03 建立文件 為了方便表達流形表面,通過把一條邊拆分成相對兩條半邊,使我們查詢邊 頂點 面非常便捷。對於一條邊來說,對邊正好構成了環。e 0 left e 1.pair e 1.next e 1.prev end right...
資料結構 資料結構緒論
資料結構是相互間存在一種或多種特定關係的資料元素的集合。程式設計 資料結構 演算法 資料結構是一門研究非數值計算的程式設計問題中的操作物件,以及他們之間的關係和操作等相關問題的學科。資料元素是組成資料的 有一定意義的基本單位,是計算機中通常作為整體處理,也被稱為記錄。乙個資料元素可以由若干個資料項組...