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中科院軟體所在數字幾何處理與建模領域研究中取得進展:使用多重網格法演算法加速葉狀結構計算

11 月 27 日訊息,據中國科學院網站,中國科學院軟體研究所電腦科學國家重點實驗室圖形影象團隊近日在數字幾何處理與建模領域取得進展。

研究針對三維模型上葉狀結構的快速計算問題,提出使用多重網格法演算法(multigrid),大幅提升了葉狀結構生成的計算速度,確保了生成計算的收斂性,有助於葉狀結構的實際應用。

▲演算法的基本流程與主要實驗結果

瞭解到,相關研究成果發表在三維數字建模領域國際會議 SMI 2021、期刊 Computer & Graphics 上,並獲 SMI 2021 會議最佳論文提名獎。

據介紹,葉狀結構(foliation)是三維曲面表達中的一種幾何結構,在模型引數化、四邊形網格化、曲面對映等領域有重要應用需求。

科研人員提出使用多重網格法來加速葉狀結構的計算。多重網格法的基本思路是構建多解析度模型層級,先在低解析度模型上進行計算,再插值到高解析度模型上,以逐層計算的方式提高計算收斂速度。該研究針對葉狀結構計算的相關要求,創新性地提出構建特殊的 Delaunay 多重網格層級,並提出一系列新的插值方式,使得調和可測葉狀結構能基於多層網格法來生成。實驗結果表明,該演算法大幅提升了葉狀結構的生成速度,最高可達 200 倍;對於數百萬面片的三角網格模型,該演算法可以在幾分鐘內得到計算結果,而傳統演算法在數小時後仍無法求解。因此,該演算法的提出將促進葉狀結構的實踐應用。