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从三角网格到体素体积的转换-Polygon2Voxel（MATLAB开发）

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简介：
Polygon2Voxel是一款基于MATLAB开发的工具箱，用于实现从三维物体的三角网格表示向体素体积表示的有效转换。该软件为处理复杂几何形状提供了强大而灵活的方法，适用于计算机视觉和机器人技术等领域。 此函数polygon2function 将三角化网格转换为包含离散化网格的体素体积。多边形的离散化是通过将多边形拆分为更小的多边形来完成的，直到最长边小于 0.5 体素，然后将顶点坐标下方的体素设置为 1。注意，这个新版本是纯Matlab（以前的版本需要c++编译器）。试试这个例子。欢迎提供错误、成功和其他评论！

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  • 从三角网格到体素体积的转换-Polygon2Voxel（MATLAB开发）
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    Polygon2Voxel是一款基于MATLAB开发的工具箱，用于实现从三维物体的三角网格表示向体素体积表示的有效转换。该软件为处理复杂几何形状提供了强大而灵活的方法，适用于计算机视觉和机器人技术等领域。 此函数polygon2function 将三角化网格转换为包含离散化网格的体素体积。多边形的离散化是通过将多边形拆分为更小的多边形来完成的，直到最长边小于 0.5 体素，然后将顶点坐标下方的体素设置为 1。注意，这个新版本是纯Matlab（以前的版本需要c++编译器）。试试这个例子。欢迎提供错误、成功和其他评论！
     
  • Vol3D V2：三维体积（体素）渲染-MATLAB开发
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    Vol3D V2是一款用于MATLAB环境的三维体积渲染工具箱，支持体素数据的高效可视化与分析，为科研和工程应用提供强大功能。 Joe Conti 更新了流行的 vol3d 函数，允许用户明确地定义体素的颜色和 alpha 值。更新后的功能增加了新特性，但依然保持完全向后兼容性。 如果需要将体素设置为任意 RGB 颜色，请使用： ``` vol3d(CData, cdata); ``` 其中 `cdata` 是一个 MxNxPx3 数组，在第 4 维上包含 RGB 颜色值。若颜色和 alpha 值独立，则可以按照如下方式指定一个大小为 MxNxP 的 alphamatte： ``` vol3d(CData, cdata, Alpha, alpha); ``` 该功能在 Joe Conti 的完全许可下进行了修改，尽可能保留了原作的完整性。 遗憾的是，原先带有编辑颜色图和 alphamaps 附加工具的功能已不再可用。这种渲染方法的工作原理是将每个体素的六个边分别作为半透明平面进行绘制。
     
  • Emf2Eps：从EMF到EPS的转换-MATLAB开发
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    Emf2Eps是一款利用MATLAB开发的工具，专门用于将Windows增强型图元文件（EMF）高效地转换为Encapsulated PostScript（EPS）格式，适用于科研和工程绘图需求。 选择EMF所在的文件夹和EPS输出的文件夹即可。
     
  • 在 MATLAB 中从高度角/方位角到赤经/赤纬的转换：海拔/方位角到赤经/赤纬的转换-MATLAB开发
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    本项目提供MATLAB代码，用于将观测目标的高度角和方位角坐标转换为天文标准的赤经和赤纬坐标，适用于天文学研究与应用。 对于 Alt/Az 望远镜安装座，将高度/方位角（以度为单位）转换为赤经/赤纬（同样以度为单位）。输入包括：望远镜的高度、方位角以及观察者的地理坐标信息，即纬度和经度。可选参数还包括观测的时间。输出则提供天体的赤经与偏角值。 具体来说： - 输入项有：高度 - 望远镜所在位置的角度（以度为单位）；方位角 - 指向目标的方向角度（同样使用度作为单位）； - 观察者的地理坐标信息，包括纬度和经度。其中纬度南半球取负值。 - 时间参数是可选的，默认采用当前的时间点。 输出结果： - RA：赤径的角度数值 - Dec：偏角即天体在天空中的角度位置（以度为单位）。
     
  • MATLAB 三维重建：曲面到实体转换
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    本教程介绍如何使用MATLAB进行三维重建，重点讲解将曲面数据转化为实体模型的技术和方法。 在MATLAB中，三维重建是一项重要的技术，在科学计算可视化、医学图像处理以及工程建模等领域有着广泛应用。曲面重建是从一系列数据点或扫描信息构建一个连续光滑的三维表面的过程；将该曲面转换为实体则能更好地进行体积计算和碰撞检测等操作。 理解MATLAB中的“surf”（曲面）与“solid”（实体）的概念是关键。“surf”通过二维数据点生成，显示为二维网格在三维空间里的表示，并仅定义了模型的边界；而“solid”则是具有封闭边界的完整三维对象，能够提供内部结构的信息。 MATLAB进行三维重建的过程包括以下几个步骤：数据获取、预处理、表面构建和后处理。其中，数据可能来自实际测量结果或数值模拟等途径。预处理通常涉及清洗、插值及标准化操作以确保后续步骤的顺利执行；表面构建可以通过多种算法实现，如Delaunay几何体、平面拟合以及样条曲线拟合等方法；而后处理阶段则包括平滑和简化模型等方式来优化视觉效果或减少计算负担。 在MATLAB中，“surf2solid.m”与“surf2solid_polar.m”是用于执行曲面到实体转换的脚本。前者为通用版本，后者针对极坐标系统进行了特定实现。这些函数通常接收一个或多个曲面对象作为输入，并通过填充内部空间生成实体；它们可能利用MATLAB内置功能如`patch`和`fill3`来完成这一过程。 具体来说，“surf2solid.m”与“surf2solid_polar.m”的步骤包括： 1. 验证输入的曲面数据是否封闭，即边界点相互连接； 2. 将这些曲面转换为多边形网格，提取其顶点和面片信息； 3. 使用生成的网格创建实体模型，通常通过填充patch对象实现； 4. 可能会执行一些优化步骤以提升渲染效率或减少冗余数据； 5. 提供用户交互功能如设置颜色、透明度等选项。 在实际应用中，根据具体需求和数据特性调整这些脚本是必要的。例如，“surf2solid_polar.m”可能特别处理极坐标系统中的角度连接问题（比如360度与0度的连续性）。 总之，MATLAB强大的三维重建功能为科研人员及工程师提供了从复杂数据中创建真实感模型的能力；深入理解和利用这些脚本有助于提升技术水平并应用于各种实际场景。
     
  • 矢量化行进立方体算法：从3D矩阵计算等值面的三角网格-MATLAB开发
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    本项目介绍了一种基于矢量化的行进立方体算法，用于从三维矩阵中高效地生成等值面的三角网格。采用MATLAB实现，适用于科学可视化和数据处理等领域。 此函数采用行进立方体算法的矢量化版本，在给定3D标量矩阵内计算特定等值面值对应的三角网格。输出结果是基于顶点列表与面列表定义的三角形网格，其中所有三角形的方向都统一设定为法线从高值指向低值。用户可选择性地提供COLORS和COLS参数来生成插值后的网格表面颜色。 该函数被用于处理斯坦福兔子CT扫描数据集，并从中提取出表面网格模型；此数据集是一个461 x 339 x 330的浮点矩阵。在一台配备有4GB RAM的AMD Opteron 64位计算机上，使用本函数生成表面网格耗时24.7秒。 相比之下，在同一台机器上运行Matlab自带的等值面功能处理相同数据集，则需要花费98.6秒的时间来完成计算任务。该函数由Peter Hammer在2011年编写而成，其基础工作建立于Martin Helm 2009年的Octave版本之上。
     
  • IERS4m：从天体坐标到地面坐标（MJ2000转ECEF）-MATLAB开发
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    IERS4m是一款用于转换天文坐标系至地球固连坐标系(ECEF)的工具，基于MATLAB开发。它支持将世界协调时(J2000)下的天体位置快速准确地转化为地面定位系统中的坐标数据，为卫星导航、航空航天等领域的研究人员提供精确的数据支持和分析能力。 天体到地面坐标变换的纯 MATLAB 实现可用于在 MJ2000 和 ECEF 参考系之间转换位置、速度和加速度。这些类有助于基于 CIO 的天体到地面的转换（见图）。主要功能是 GCRS2ITRS，它提供 3x3 天地转换矩阵。为了获得必要的 EOP 信息，请使用帮助对象 USNO.m。在 docs/latex 文件夹中有一篇详细的文章，解释了这种转换，并阐述了 MATLAB 中实现的矩阵公式。所有相关参考资料都列于文档部分。精选论文可在 docs/refs 文件夹中找到，默认采用 2010 IERS 约定。 测试：通过运行以下命令执行单元测试： UnitTests.exe() 示例用法： % 日期时间 UTC: 2004/04/06 07:51:28.386 fMJD_UTC = 53101.3274118751; % 初始化 EOP 对象 eopobj =
     
  • Surf2Solid：用于从表面生成实体的转换工具-MATLAB开发
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    Surf2Solid是一款基于MATLAB开发的强大工具，专门设计用于将复杂的曲面数据高效转化为精确的实体模型。该软件能够处理多种类型的几何输入，简化3D建模过程，并提供增强的设计灵活性和准确性。它是工程师、设计师和研究人员在产品开发中不可或缺的一部分。 转换例程以获取表面函数 z（在笛卡尔坐标 (x,y) 或极坐标 (theta,r) 下的表达式）并将其转换为实体；与 `meshz` 类似，但更适合用于作为 STL 输出进行 3D 打印机中的打印。有两类情况：一种是使用笛卡尔坐标的，另一种是使用极坐标的。加上两组示例来展示它们是如何使用的。
     
  • MATLAB开发——从三维体积图像数据中提取两个图像
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    本教程介绍如何使用MATLAB高效地从三维体积图像数据集中抽取两张特定切面图像，涵盖必要的函数和代码示例。 在MATLAB开发过程中，从三维体积图像数据中提取两个图像。此M脚本用于从movingmask.raw文件中切片3D图像。
     
  • 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。