积木3D模型智能搭建系统的设计及主要算法的研究

摘要

随着计算机技术的发展，越来越多的计算机技术应用到各行各业中。从航空航天、船舶制造，到服装设计、家电用品、儿童玩具，几乎各行业都得益于计算机的辅助设计及运算能力。
　　本文论述的便是将计算机技术应用到儿童玩具乐高积木的搭建中，设计一积木3D模型智能搭建系统，提出一种较为巧妙的智能算法，快速有效地给出积木模型的搭建方案。鉴于人工使用乐高积木搭建大型场景模型时会出现无法提前计算用料、单凭经验搭建费时费力等难题，故而开发的3D积木模型智能搭建系统成功解决了从模型的3D文件导入、模型调整、切片分层、栅格化，到输出积木搭建方案的全智能化。文中论述了整个系统的设计及相关技术，更着重探讨系统开发中所遇到的矢量图栅格化、积木铺设、模型粘连性检验等问题。针对这些问题，文中介绍了此方面国内外的研究现状或经典算法，并探讨了本文提出的相应算法及其设计的细节。这些算法是整个系统的核心，系统的实际应用表明，这些算法在保证模型正确搭建的前提下，能有效地提高系统的运算速度。
　　最后，本文还指出现有系统的缺陷，并希望在某些方面得到改进，可期此系统运用到其他行业中。