Quality improvement of surface triangular mesh using a modified Laplacian smoothing approach avoiding intersection.
Quality improvement of surface triangular mesh using a modified Laplacian smoothing approach avoiding intersection.
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使用改进的拉普拉斯平滑方法避免相交来提高表面三角形网格的质量
DOI：
10.1371/journal.pone.0184206
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Lu B
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu T;Chen M;Song Y;Li H;Lu B
我们提出了一个系统的程序，以改善质量的三角形分子表面网格，同时保持流形。该程序利用一种算法来删除冗余点具有三个或四个valences和另一种算法来平滑网格使用修改版本的拉普拉斯方法，而不会导致相交的三角形。该方法可以有效地应用于任意复杂几何形状的流形曲面网格。在本文中，测试的网格是生物分子表面网格，表现出典型的高度不规则的几何形状。结果表明，该方法在保证曲面网格流形性的同时，极大地提高了曲面网格的质量。与原网格相比，改进后的分子表面网格可直接应用于边界元模拟和Tetgen贴体网格生成。该程序已被纳入我们的三角形分子表面网格生成器，TMSmesh 2.0。它也可以作为一个独立的程序，并与任何其他表面三角形网格生成器一起使用，以获得合格的流形网格。该软件包可在https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5346169.v1下载，并可在http://www.xyzgate.com在线运行。
We present a systematic procedure to improve the qualities of triangular molecular surface meshes and at the same time preserve the manifoldness. The procedure utilizes an algorithm to remove redundant points having three or four valences and another algorithm to smooth the mesh using a modified version of Laplacian method without causing intersecting triangles. This approach can be effectively applied to any manifold surface meshes with arbitrary complex geometry. In this paper, the tested meshes are biomolecular surface meshes exhibiting typically highly irregular geometry. The results show that the qualities of the surface meshes are greatly improved and the manifoldness of the surface meshes are preserved. Compared with the original meshes, these improved molecular surface meshes can be directly applied to boundary element simulations and generation of body-fitted volume meshes using Tetgen. The procedure has been incorporated into our triangular molecular surface mesh generator, TMSmesh 2.0. It can be also used as a standalone program and works together with any other surface triangular mesh generator to obtain qualified manifold mesh. The package is downloadable at https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5346169.v1 and can be run online at http://www.xyzgate.com.
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