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三维实体布尔运算和基于布尔运算的CSG建模方法是计算机创建三维模型的核心技术之一,在CAD/CAE/CAM建模、虚拟设计和装配、3D打印、三维网格划分、模型分析与简化等方面有着重要的应用价值。为实现自主知识产权三维建模软件的研制,本文对课题组已提出的三维实体布尔运算算法实现做了完善并对CSG树建模方法进行了研究。 二维多边形的布尔运算是三维实体布尔运算的基础,将三维实体布尔运算转化到二维多边形的布尔运算是本文三维布尔运算的核心思想。在三维实体交、并、差算法中,求交算法是基础,并运算以及差运算则在三维建模系统中的应用更加广泛。三维实体布尔运算又是CSG建模方法的重要的组成部分,因此本文分别研究二维多边形、三维实体布尔运算和CSG建模方法。 本文重点对二维平面多边形交、并、差算法和其特殊情况以及三维实体布尔运算中的并算法和差算法和特殊情况进行研究,其中二维特殊情况包括根据运算类型判断多边形特殊交点要不要记作出入点、以及边接触等特殊多边形位置关系判断等;三维特殊情况主要是两实体点接触、边接触、面接触,内含、重合等。之后研究基于实体布尔运算的CSG树建模方法,包括CSG树建立、修改以及添加节点、删除节点等内容。 本文中提到的算法已经在搭建好的开发环境中用C++语言现实,通过大量的实例测试,验证算法具有较高的稳定性、完备性。