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三角形网格上的曲率估计：使用MATLAB计算顶点曲率及曲率导数张量

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简介：
本研究利用MATLAB在三角形网格上实现曲率估计，涵盖顶点处的平均、高斯曲率及其导数张量的计算，为几何处理和分析提供精确工具。 如果您将其用于学术目的，请引用以下文献： 1. Szymon Rusinkiewicz 撰写的“在三角形网格上估计曲率及其导数”（2004 年） 2. Y. Ben Shabat 和 A. Fischer 的论文，“使用曲率分析为增材制造设计自适应多孔微结构”，发表于第 25 届 CIRP 设计会议，以色列海法，2015年。 此代码是根据 [1] 实现的。GetCurvatures 函数用于计算给定三角形网格面顶点数据结构中每个顶点上的曲率张量和主曲率。 输入参数： - FV - 三角形网格面顶点的数据结构（包含FV.face 和 FV.顶点） - toggleDerivatives - 标量值，指示是否计算曲率导数 输出参数： - PrincipalCurvatures - 包含每个顶点的主曲率 k1 和 k2 的 2XN 矩阵 - PrincipalDir1 - 主方向向量

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  • 三角形网格上的曲率估计：使用MATLAB计算顶点曲率及曲率导数张量
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    本研究利用MATLAB在三角形网格上实现曲率估计，涵盖顶点处的平均、高斯曲率及其导数张量的计算，为几何处理和分析提供精确工具。 如果您将其用于学术目的，请引用以下文献： 1. Szymon Rusinkiewicz 撰写的“在三角形网格上估计曲率及其导数”（2004 年） 2. Y. Ben Shabat 和 A. Fischer 的论文，“使用曲率分析为增材制造设计自适应多孔微结构”，发表于第 25 届 CIRP 设计会议，以色列海法，2015年。 此代码是根据 [1] 实现的。GetCurvatures 函数用于计算给定三角形网格面顶点数据结构中每个顶点上的曲率张量和主曲率。 输入参数： - FV - 三角形网格面顶点的数据结构（包含FV.face 和 FV.顶点） - toggleDerivatives - 标量值，指示是否计算曲率导数 输出参数： - PrincipalCurvatures - 包含每个顶点的主曲率 k1 和 k2 的 2XN 矩阵 - PrincipalDir1 - 主方向向量
     
  • 在3D三角形网格上计算曲率：求解3D曲面三角形的主曲率 - MATLAB开发
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    本项目提供了一种方法，在3D三角形网格上高效地计算每个顶点处的主曲率，适用于复杂几何形状分析。通过MATLAB实现，便于科研和工程应用。 用于计算三角形网格上主曲率的函数基于局部（N=1）邻域元素与顶点来获取曲率近似值。请注意，当前版本中曲率方向尚未正确计算；一旦该问题得到解决，将发布更新版本。 对于那些相邻三角形数量较少、从而导致参与计算的顶点也相对稀少的情况，算法会扩展至更大的局部区域以提高准确性。参考文献包括： 1. Chen 和 Schmitt (1992) 的《表面三角测量中的内在特性》 2. 董等人(2005) 在 JZUS 上发表的《三角网格曲率估计》 此代码依赖于以下例程：buildInverseTriangulation.m & removeDO.m。最初由大卫·格林加斯编写。 该描述未包含任何联系方式或网址链接，且完全忠实于原文意图进行重写。
     
  • MATLAB开发——三角网格曲率估算
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    本项目采用MATLAB进行三角网格模型上的曲率自动估算，旨在提供高效准确的几何分析工具，适用于计算机图形学、逆向工程等领域。 在MATLAB开发中进行三角网格曲率估计。计算每个顶点的曲率以及曲率导数张量。
     
  • 估算主曲率：使用MATLAB估算点云的主曲率。
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    本项目利用MATLAB软件开发了一种有效算法，用于计算3D点云数据中的主曲率。这种方法为形状分析和几何建模提供了强有力的支持工具。 根据给定点云和查询点的法线向量，在固定半径内的相邻点可以通过最小和最大特征值来估计主曲率。
     
  • 三角网格的主曲率、高斯曲率和平均曲率：面片曲率-MATLAB开发
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    本项目提供了一种计算三角网格模型中每个顶点及其相邻面片主曲率、高斯曲率和平均曲率的方法，采用MATLAB实现。适用于计算机图形学与几何处理研究。 此函数用于计算三角网格上的主曲率方向及值。首先将数据旋转以使得当前法线顶点变为[-1, 0, 0]的方向，从而可以用XY坐标来描述数据而不是XYZ坐标系。接下来，在局部顶点的邻域内拟合一个最小二乘二次补丁，公式为“f(x,y) = ax^2 + by^2 + cxy + dx + ey + f”。然后使用海森矩阵（Hessian matrix）计算主曲率、平均曲率和高斯曲率。函数输出包括：Cmean表示平均曲率；Cgaussian代表高斯曲率；Dir1为第一主要成分的XYZ方向向量；Dir2是第二主要成分的XYZ方向向量；Lambda1则给出第一个主要成分的具体值。 输入参数： - FV: 三角网格数据。 - usethird：布尔值，指定是否使用三阶邻居顶点来拟合曲率以获得更平滑但可能不那么局部的结果，默认为假。
     
  • MATLAB算法：三维散乱点云曲率计算（含主曲率、高斯曲率及平均曲率）
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    本文章介绍了在MATLAB环境下对三维散乱点云进行曲率计算的方法，包括如何求解主曲率、高斯曲率和平均曲率，并提供详细的算法实现步骤。 在MATLAB中编写算法来计算三维散乱点云的曲率，包括主曲率、高斯曲率和平均曲率。
     
  • MATLAB算法：计算三维散乱点云的曲率（含主曲率、高斯曲率及平均曲率）
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    本文章介绍了一种使用MATLAB编程实现计算三维散乱点云数据集中的主曲率、高斯曲率和平均曲率的方法，为几何建模与分析提供有效的工具。 在MATLAB中可以编写算法来计算三维散乱点云的曲率，包括主曲率、高斯曲率和平均曲率。
     
  • 曲率估计
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    曲率估计是计算机视觉和几何处理中的关键技术之一，用于量化表面弯曲程度。通过分析图像或3D数据来计算物体表面各点处的曲率值，对于形状描述、特征提取及模式识别具有重要意义。 在PCL点云库中的PrincipalCurvaturesEstimation模块计算曲率的原理并不是我们传统意义上理解的二次曲面拟合方法。尽管通常我们会用二次曲面拟合来表述其工作原理，但PCL实际上并未采用这种方法。
     
  • 曲率与曲率计算_curvature_curvature_matlab_
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    本教程深入探讨曲率的概念及其在几何学中的重要性，并提供使用MATLAB进行曲率计算的具体方法和实例。 计算二维或三维空间曲线的曲率及曲率半径，并绘制出相应的曲率半径向量。
     
  • 基于NURBS的离散点曲率计算及曲线曲率分析
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    本研究探讨了利用NURBS技术进行离散点集曲率计算的方法，并深入分析了曲线曲率特性，为几何建模与计算机图形学提供了新的理论支持。 NURBS曲线的曲率计算方法涉及复杂的数学公式和算法。为了准确地进行这项工作，需要深入了解参数化曲线理论、几何学以及计算机图形学的相关知识。计算过程中通常会用到导数的概念来确定给定点处的曲率值，并且可能涉及到贝塞尔函数或多项式插值技术以获得更精确的结果。 在实践中，开发者和工程师经常使用专业的软件库或者编程语言中的特定模块来进行NURBS曲线分析。这些工具能够简化计算步骤并提高效率，使得复杂的设计任务变得更加可行和高效。