[发明专利]一种球面多分辨率离散化表示方法

权利要求书

1.一种球面多分辨率离散化表示方法，其特征在于：首先在计算机中建立代表原子球的球面立体图形，并在球面立体图形内建立内接的正十二面体模型，正十二面体模型的每个面均为正五边形，并设定球面最大分割次数；然后以正十二面体模型所有面中心点在球面上的投影点，和所有正五边形的顶点，形成球面点集合，每个面的五个顶点分别与球面上的投影点连接形成平面三角形集合；以平面三角形集合中每个平面三角形最长边中心点在球面的投影点，和平面三角形三个顶点连接形成两个新平面三角形，遍历平面三角形集合形成数量翻倍的的新平面三角形，将新平面三角形加入平面三角形集合使平面三角形集合长度增加，将长度增加后的平面三角形集合中所有平面三角形最长边中心点在球面上的投影点加入到球面点集合中使球面点集合长度增加，重复本步骤中计算最长边中心点在球面投影点的坐标计算，不断分割出新的平面三角形扩充平面三角形集合的长度，并通过新的平面三角形最长边中心点在球面的投影点扩充球面点集合长度，直至达到预设的球面最大分割次数S的要求；得到最终平面三角形集合和最终球面点集合，用作球面离散化的表示方式，从而实现离散化表示原子球模型的球面。

2.根据权利要求1所述的球面多分辨率离散化表示方法，其特征在于通过利用离散化的方式表示原子球模型的具体步骤如下：

步骤1)通过计算机生成的半径为r球面立体图形以模拟原子球，建立以球中心为坐标原点的右手坐标系O_xyz，设定球面最大分割次数S，初始化分割次数s＝0；以该球面立体图形内接正十二面体为基础分割模型，其中正十二面体的每个面都是平面正五边形，共计有20个顶点，同时定义并初始化球面点集合P，其中P中包含正十二面体与球面相接的的20个顶点以及O_xyz坐标系中的坐标；

步骤2)计算正十二面体每个平面正五边形的中心点在O_xyz坐标系中的坐标，确定每个平面正五边形的中心点在球面立体图形上的投影点坐标，可得到共计12个投影点，将这12个投影点加入到步骤1)球面点集合中，得到新的球面点集合P′，为了之后便于描述，令P＝P′；

步骤3)将正十二面体每个面的中心点在球面的投影点与每个平面的5个顶点连接，形成60个平面三角形，定义并初始化平面三角形集合T，其中T中每个元素是每个平面三角形的三个顶点在O_xyz坐标系中的坐标组合，即T中的元素为构成三角形的三个顶点的x，y，z坐标及顶点索引，并可用平面三角形集合T离散化球面；

步骤4)分别利用平面三角形集合T的顶点坐标组合，计算出每个平面三角形最长边的中点坐标，然后确定每个平面三角形最长边中点在球面立体图形上的投影点坐标并组成投影点集合，再将得到的投影点集合添加进球面点集合P中使球面点集合P长度增加，得到新的球面点集合P″，为了方便算法描述，令P＝P″；

步骤5)将平面三角形集合T中的平面三角形最长边中点的球面投影点和平面三角形三个顶点进行连接，形成两个平面三角形，遍历平面三角形集合T中所有的平面三角形，得到一个新的平面三角形集合T′，同时将得到的新平面三角形集合T′代替之前的平面三角形集合T，即令T＝T′，完成后使分割次数s＝s+1；

步骤6)使用步骤4)和步骤5)得到的球面点集合P和平面三角形集合T，循环进行步骤4)和步骤5)，直至平面三角形的分割次数s与预设的球面最大分割次数S相等时停止循环，输出最终得到的球面点集合P和平面三角形集合T，其中球面最大分割次数S越大则球面分割的分辨率越高，球面点集合和平面三角形集合用以表示原子球模型球面离散化的表示方式，为后续分析由原子构成的分子的球棍模型直接提供支撑。