计算机辅助设计与图形学学报

作者：冯卓航, 申立勇, 郑范辰

关键词：构造几何实体, 形状解析, 三维重建

CAD模型作为表达几何结构与设计逻辑的核心载体,理解其复杂形状背后的构造方式有利于设计者实现形状的复用、编辑和优化,构造几何实体(constructive solid geometry,CSG)技术则为形状解析提供了一条可行路径.为提升复杂三维CAD形状的自动解析与重建精度,学习紧凑、可解释的CSG表示,提出一种基于CSG表达的三维CAD形状解析方法.以二次曲面为基本建模基元,采用“整体-删减”双分支结构,通过布尔操作组合构造三维目标形状.首先,整体与删减两分支以输入体素或点云为输入,经过自编码器提取形状特征;其次,每个分支分别预测二次曲面基元,并通过引入旋转参数和对偶基元设计,使模型能够在固定布尔操作序列下表达更复杂的形状组合,同时通过正则化损失约束基元的多样性和几何合理性;接着,各分支按交-并固定顺序组合基元,再通过对两分支结果差集操作得到重建结果;最终,在模型训练完成后,进一步设计了基于符号距离影响力的冗余基元后处理策略,筛除无效构造单元,使生成的CSG序列更紧凑、可解释性更强.在ABC数据集上与现有主流方法进行实验的结果表明,所提方法在三维倒角距离、边缘倒角距离和法向量一致性相较SECAD-Net分别下降72.1%、下降31.1%和上升9.48%,并在视觉衡量上都取得了更好的结果.

来源：2025年第11期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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