项目编号
大连海事大学 学生科技创新项目立项申请书
填
报
说
明
一、申请书的各项内容要如实填写。
二、申请书一式三份，由所在院（系）领导小组审查、签署意见后，报送学校领导小组办公室。
一、项目基本情况 项 目 简 况
项目名称 基于 MFC 和 OpenGL 的空间曲面拟合技术的应用 项目类别 理工类 申请时间 2011 年 4 月 14 日 项
目
组 项目负责人 xx 性别 男 专业 自动化 联系电话 xxxxxxxxxx 邮箱
指导教师
职称
院（系）
信息科学技术学院 主 要 成 员
不 含 负 责 人 姓
名 性别 所在院（系）
项目分工 签字
男
信息科学技术学院
系统设计
男
信息科学技术学院
系统测试
男
信息科学技术学院
企业交流
二、立项依据
曲线曲面的拟合问题在理论研究和实际应用中常常遇到。模式识别和计算机视觉中,图形(图像)数据的模型拟合是一项基本的工作。在工程、统计和计算机图形等方面也有着广泛的应用。CAD 和CAGD 的许多问题都与拟合问题有关。对给定数据点集进行曲线或曲面的拟合在图像处理、模式识别及计算机视觉中是一个重要的阶段,例如边的检测、物体重构等。
二次曲线曲面由于其良好的几何特性、较低的次数及灵活的控制参数,成为基本体素模型之一,在计算机图形学和计算机辅助几何设计等领域中起着重要的作用。二次曲线曲面拟合在日常生活和工业生产中也得到广泛应用。问题要求用二次曲线曲面对平面或空间多个数据点进行拟合是指在某种意义下误差最小。解决拟合问题的方法基本上分为两类:目标函数基于代数距离和目标函数基于垂直距离。代数距离的最大好处就是计算快速,但通常情况下拟合效果不佳。而垂直距离是误差距离中最准确的误差距离,基于垂直距离的拟合也称为最好拟合,但由于问题的非线性,迄今也没有非常好的拟合方法,所以有必要做进一步的研究。
本项目首先对曲线曲面拟合问题的研究背景和意义,以及关于二次曲线曲面拟合问题所做的相关工作和当前的研究现状进行说明。
其次介绍了逆向工程中的曲线曲面拟合问题以及一些已有的解决方法。对于有序点集的曲线拟合和无序散乱点集的曲线拟合方法进行了综述。
无序散乱点的曲线拟合是拟合问题中的重要问题,对于该问题现在的工作有最小二乘拟合方法、模型拟合法、骨干法和离散算法四类。按曲面表示形式分类,曲面重构算法大致可分为三类:网格类方法、参数类方法和隐式类方法,文章对各类方法作了详细的综述。并分析了以前解决曲线曲面拟合问题所采用的算法,对典型性的算法进行了较为详细的分析求解。本项目解决二次曲线曲面拟合问题的基本思想是最小二乘方法,所以项目中着重介绍了最小二乘的基本思想。
OpenGL™ 是行业领域中最为广泛接纳的 2D/3D 图形 API, 其自诞生至今已催生了各种计算机平台及设备上的数千优秀应用程序。OpenGL™ 是独立于视窗操作系统或其它操作系统的，亦是网络透明的。
在包含 CAD、内容创作、能源、娱乐、游戏开发、制造业、制药业及虚拟现实等行业领域中，OpenGL™ 帮助程序员实现在 PC、工作站、超级计算机等硬件设备上的高性能、极具冲击力的高视觉表现力图形处理软件的开发。
OpenGL 的前身是 SGI 公司为其图形工作站开发的 IRIS GL。IRIS GL 是一个工业标准的3D 图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是 SGI 公司便在 IRIS GL 的基础上开发了 OpenGL。OpenGL 的英文全称是“Open Graphics Library”，顾名思义，OpenGL 便是“开放的图形程序接口”。虽然 DirectX 在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL是不能被取代的主角。
MFC,微软基础类(Microsoft Foundation Classes)，同 VCL 类似，是一种 Application Framework，随微软 Visual C++ 开发工具发布。目前最新版本为 9.0（截止 2008 年 11 月）。该类库提供一组通用的可重用的类库供开发人员使用。大部分类均从 CObject 直接或间接派生，只有少部分类例外。
空间曲面拟合技术对各个研究领域有着重要影响。本项目旨在使用 MFC 和 OpenGL 工具实现空间曲面拟合的应用。如下图所示：
该足迹颜色变化表明了明显的地势特征，在实际系统分析中会严重影响分析的效率和结果，但是为了正确分析该鞋底花纹，我们需要拟合空间曲面，处理该 3D 模型。
这只是该技术应用的一个样例，相信本研究成果的推出，将会影响 3D 曲面拟合应用的发展。
三、项目实施方案及实施计划 1.项目技术路线 （实施方案、实施办法、具体实施计划等）
实施方案：
指导老师进行指导，学生实施，与企业的技术交流 实施办法：
在负责人的领导下，严格按照项目开发计划进行开发 具体实施计划 4 月中旬-5 月，资料收集，设备购置，系统设计 5-6 月代码编写，系统测试 6 月中旬，项目完成 2．项目可行性分析 1）指导老师的强大技术支持 2)项目负责人的丰富阅历和经验 3)良好的项目管理和团队合作 4)学校学院的大力支持
3．项目预期成果和效果（包括成果形式、实施范围等）
成果形式：1)一套三维曲面拟合的演示系统
2)一份系统说明书
3)一篇关于 MFC+OpenGL 空间曲面拟合的技术文章 实施范围：
1)科学研究
2)实际应用
3)在大连海事大学师生参考学习
4．本项目的特色与创新之处 特色：
3D 技术在空间曲面系统的应用 创新：
曲面拟合具体系统的应用
四．经费预算 支
出
科
目 （含配套经费）
金 额 （元）
计算根据及理由 合
计 11500 合计 书籍材料 500 市场调查，已有经验 企业调查 1000 市场调查，已有经验 不可见支出 500 已有经验 消耗品 500 已有经验 图形加速卡 5000 市场通用调查 支持 OpenGL 的硬件设备 4000 市场价格
五．院（系）领导小组评审意见
组长签章：
七．学校办公室意见
办公室主任签字：
八.学校领导小组意见
组长签章：
年
月
日