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龙图腾网获悉中南大学申请的专利一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118797998B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410908108.4，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法是由童晨曦;李嘉俊;孙泉;张升设计研发完成，并于2024-07-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法，包括以下步骤：获取基本几何体；定义噪声空间；将基本几何体置于噪声空间中，施加噪声，得到仿真颗粒的基本形状；基于噪声叠加原理，在仿真颗粒的基本形状上叠加若干层高频噪声影响，得到具有真实表面特征的仿真颗粒，完成三维仿真颗粒生成。本发明方法可以在扫描的真实颗粒模型上施加噪声影响，生成保留真实颗粒形态特征的不同形状仿真颗粒，通过人为控制噪音的影响程度，实现对仿真颗粒与原真实颗粒的形态差别大小的控制。本发明方法原理简单，计算高效，颗粒生成速度快，能减低颗粒扫描的工作量，降低了仿真颗粒生成的成本。

本发明授权一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法在权利要求书中公布了：1.一种基于噪声算法的三维仿真颗粒生成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.获取基本几何体，具体为：随机挑选若干个自然界真实存在的土颗粒，获取土颗粒三维形态信息，建立土颗粒模型；或使用三维图像处理软件建立若干个简单几何体网格模型；将得到的土颗粒模型或简单几何体网格模型作为基本几何体；S2.定义噪声空间；S3.将步骤S1得到的基本几何体置于步骤S2得到的噪声空间中，施加噪声，得到仿真颗粒的基本形状；所述噪声空间中的基本几何体因受到噪声值的影响发生形态变化，使用以下算式实现： 其中，ρ为基本几何体模型上任意一网格点到基本几何体中心的距离；ρmax为基本几何体模型上所有网格点到基本几何体中心距离的最大值；ρ′为在噪声值影响下ρ对应的网格点到基本几何体中心的新距离；Noisef为频率为f时ρ所对应网格点的噪声值；网格点的噪声值是通过对该点相邻像素点噪声值使用三线性插值法计算得到的，使用如下算式进行计算： 其中，A、B、C、D、E、F、G、H为能将该模型网格点包裹在内的由像素点所围成的最小方格的顶点的像素点，其命名规则为：对于z轴方向上在网格点下方的4个像素点，在x和y轴方向坐标值都最小的像素点为A，其余点按逆时针方向命名为B、C、D；同理对于z轴方向上在网格点上方的4个像素点，在x和y轴方向坐标值都最小的像素点为E，其余点按逆时针方向命名为F、G、H；Noise·为噪声算法分配给像素点的噪声值；Noise0为网格点在z轴方向上方格的下表面投影点的噪声值；Noise1为网格点在z轴方向上方格的上表面投影点的噪声值；网格点x,y,z在局部坐标系中局部坐标X,Y,Z的计算方法如下： 其中，x0,y0,z0为在空间直角坐标系中像素点A的坐标；x1,y0,z0为在空间直角坐标系中像素点B的坐标；x0,y1,z0为在空间直角坐标系中像素点D的坐标；x0,y0,z1为在空间直角坐标系中像素点E的坐标；x1,y0,z1为在空间直角坐标系中像素点F的坐标；x0,y1,z1为在空间直角坐标系中像素点H的坐标；S4.基于噪声叠加原理，在步骤S3得到的仿真颗粒的基本形状上叠加若干层高频噪声影响，得到具有真实表面特征的仿真颗粒，完成三维仿真颗粒生成；所述噪声叠加原理为fractal噪声原理；所述叠加若干层高频噪声影响通过以下公式实现： 其中，fi为第i层噪声的频率；f0为所述若干层高频噪声中最低频率噪声的频率，f0为预设的设定值；Noisefi为频率为fi时ρ所对应网格点的噪声值；N为所述叠加若干层高频噪声操作中的噪声数量；Fractalnoise为步骤S3中施加的噪声与步骤S4中叠加的N个频率递增且振幅依次减半的若干层高频噪声之和。

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