Декомпозиция геометрии

Автоматическое разложение было исследовано, и были разработаны инструменты, которые получили сдержанные отзывы. [Lu, 99, Staten, 05]. Автоматическая декомпозиция требует сложных алгоритмов обнаружения признаков и разделения. Проблема декомпозиции, по крайней мере, того же порядка сложности, что и проблема автоматического построения гексаэдральной сетки на всей модели. Полностью автоматические методы построения качественной шестигранной сетки много лет исследуются и разрабатываются [Blacker, 93, Folwell, 98, Price, 95]. Однако метод, который может надежно генерировать гексаэдрические сетки для произвольных объемов без вмешательства пользователя и который будет создавать сетки эквивалентного качества по сравнению с методами Отображение и Развертки, еще не реализован. Хотя полностью автоматические методы продолжают развиваться [Staten, 06], цель предлагаемой среды - уменьшить количество необходимого вмешательства пользователя. При этом в качестве основного движка построения сетки используются проверенные временем методы Отображения и Развертки.

Вместо того, чтобы пытаться автоматически решить проблему построения сетки только из гексаэдров, подход ITEM к этой проблеме состоит в том, чтобы поддерживать взаимодействие с пользователем. Алгоритмы ITEM определяют возможные декомпозиции и предлагают их пользователю. Затем пользователь может принять решение о том, действительно ли полезен тот или иной вариант. Этот процесс помогает новым пользователям ориентироваться, демонстрируя типы разложений, которые могут быть полезны. Это также помогает опытным пользователям, сокращая время, необходимое для настройки команд декомпозиции.

Диагностика: Текущая диагностика для определения того, можно ли построить объемную сетку методом Отображение или Протяжка, основана на инструменте autoscheme, описанном в [White, 00]. Для данного объема инструмент autoscheme определит, допускает ли топология схему построения сетка Отображение, Частичное отображение или Протяжка. Для объемов, схема которых не может быть адекватно определена, генерируется набор решений декомпозиции, которые представляются пользователю.

Решение: Текущий алгоритм определения возможных мест разрезов основан на алгоритме, описанном в [Lu, 99] и описанном здесь для ясности:

Определяются все кривые, которые образуют двугранный угол меньше входного значения (в настоящее время 135);
Строится график этих кривых, чтобы определить возможность соединения;
Определяются все кривые, образующие замкнутые контуры;
Для каждого замкнутого контура:
- Определяются поверхности, ограничивающие замкнутый контур;
- Эта поверхность сохраняется;
- Удаляются кривые в замкнутом контуре из списка процессов;
Для каждой оставшейся кривой:
- Определяются открытые петли, которые заканчиваются на границе;
- Для каждого открытого контура:
- - Определяются поверхности, ограничивающие разомкнутый контур;
  - Эти поверхности сохраняются;
Для каждой сохраненной поверхности:
- Создается расширение поверхности;
- Пользователю представляется расширенная поверхность как возможное место разложения.

Этот относительно простой алгоритм обнаруживает множество случаев, которые полезны при разложении объема. Дальнейшая работа будет включать определение симметрии, развертки и цилиндрического ядра декомпозиции. Эти дополнительные параметры разложения должны повысить вероятность правильного разложения объема для гексаэдральной сетки.

896 / 5000 - результаты перевода. На рисунке 1 показан пример сценария использования этого инструмента. Простая модель вверху анализируется с использованием вышеуказанного алгоритма. В результате пользователю предлагается несколько различных решений, три из которых показаны здесь. При выборе каждой из опций отображается расширенная режущая поверхность, обеспечивая быструю обратную связь с пользователем относительно полезности данной опции. Обратите внимание, что не все решения могут привести к тому, что объем будет ближе к успешному построению гексаэдральной сетки. Вместо этого система полагается на некоторое понимание пользователем топологии, необходимой для поиска.

Каждый раз, когда выбирается и выполняется решение декомпозиции, могут быть добавлены дополнительные объемы, которые, в свою очередь, будут проанализированы диагностическим инструментом автоматической схемы. Этот интерактивный процесс продолжается до тех пор, пока том не будет успешно разложен на набор объемов, которые распознаются программой для построения сетки методом Отображение или Протяжка.

Рис. 1 Инструмент разложения ITEM показывает три из нескольких сгенерированных решений, которые можно выбрать для разложения модели на гексаэдральную сетку