距离约束的网格曲面曲线设计方法

针对现有网格曲面曲线设计方法鲁棒性差、收敛慢、适用范围窄等不足,提出一种基于距离约束的新方法.该方法将复杂的流形约束转化为距离约束,并与光滑、插值(逼近)约束共同描述成优化问题.求解时,用切平面逼近局部曲面,并将距离约束松弛成用点到切平面的距离.由于计算距离所用的曲线上的点与其对应的切点相互依赖,采用“整体-局部”交替迭代的策略,并运用Gauss-Newton法的思想控制其收敛行为:整体阶段,通过距离近似将其松弛成凸优化问题求解迭代步长;局部阶段,采用鲁棒高效的投影法将优化后的曲线映射到曲面以更新切平面;最后,利用切割平面法将所有处于松弛状态的折线映射到网格曲面.实验结果表明:该方法与现有方法相比,在效率、鲁棒性、可控性、应用范围等方面均表现出优势.