二维物体变形技术现状与发展

二维物体变形技术在计算机动画、工业造型设计、科学计算可视化、电影特技等领域有着广泛的应用，具有十分重要的意义。近年来，有许多研究者提出了一些效果不错的算法，文中对这些算法进行了分析，对二维物体变形技术做了较全面的综述，探讨了现有二维物体变形技术中需要改进的关键问题，并给出了变形技术在未来的发展方向。     

二维形状的热核特征及其在分类问题中的应用

为了在二维形状上寻求具有不变特征的形状描述,从三维的角度考察二维物体的形状信息,提出基于热核的形状分类算法.首先对原始物体的边界进行采样,并将内部区域三角化;然后通过优化的方法,把二维形状转化为表面光滑且封闭的三维网格曲面;最后提取三维模型表面的热核特征,利用词袋模型得到物体的特征向量,最终实现物体的形状分类.在MPEG-7与Animal Shapes数据库上的实验结果表明,与传统算法相比,该算法分类的准确率更高,鲁棒性更强.     

二维物体变形技术现状与发展

二维物体变形技术在计算机动画、工业造型设计、科学计算可视化、电影特技等领域有着广泛的应用,具有十分重要的意义。近年来,有许多研究者提出了一些效果不错的算法,文中对这些算法进行了分析,对二维物体变形技术做了较全面的综述,探讨了现有二维物体变形技术中需要改进的关键问题,并给出了变形技术在未来的发展方向。     

基于图像的树类物体的三维重建

树类物体的三维重建一直是人们很感兴趣的一个研究内容。该文利用基于图像的建模技术，实现了一个从双视点图像重建树木三维模型的系统，提出了一个自动获取树木二维主干骨架的方案，实现了二维骨架点的对应关系求解，三维骨架点的重建、简化及树表面网格的生成。实验结果表明该文提出的方法确实可行、有效。     

正多边形剖分球面投影及其应用

提出了利用正多面体顶点分布来剖分球面，得到球面上物体的投影点，利用这些投影点得到物体的二维投影。这种二维投影的获取方式具有投影点分布均匀的特点，并且根据三维物体的特点对特定区域的投影点进行加密，以获取更多的二维投影信息。该方法已经应用到三维模型及三维动作的识别中，取得了良好的效果。     

分数维在自然景物仿真中的应用

计算机自然景物仿真具有广泛的应用领域,它是计算机图形学的一个重要分支.但自然景物形状复杂,不具有连续、光滑的数学性质,无法再用描述规则形体的欧氏几何来描述自然景物.文中介绍了分数维及分数维造型技术,这种技术可以有效解决不规则物体的造型问题,它能够逼真地描述自然界中存在的各种自然景物,从而获得满意的效果.最后用山作为分数维模拟自然景物的应用实例,试验结果证实了分数维在自然景物仿真中的有效性和实用性.     

基于OpenGL的曲面造型

对真实物体的三维复杂建模离不开曲面造型技术.介绍了贝塞尔曲面造型的算法原理及表面光照的处理方法,利用若干控制点就可以精确描述和调整一个曲面.应用OpenGL的建模函数预先对节点序列和控制点进行定义,由求值器计算曲面坐标并进行绘制.这种贝塞尔曲面造型技术要比用多边形逼近曲面的方法灵活、高效、节省内存.最后,在Vc 环境下通过该技术实现了对三维实例模型的建立,并加以光照和材质的渲染,具有一定的实际应用价值.     

滴水涟漪的计算机动画模拟

模拟了近距离观察滴水涟漪的,用有限体积法求解二维的浅水波方程,在水表面受到扰动后自动产生波纹,为了增加真实感,加入了粒子系统,但与以往工作不同的是粒子被进一步分类成水滴、水柱、水粒和水泡。详细讨论了隐式曲面技术给这些液态物体造型,以便逼真地表现出这些液态物体的多变性。     

用于二维形状描述圆周分解法

本文提出一种新的二维形状描述方法,用于描述二值和灰度图像物体的形状信息。该方法使用同心环状区域对二维形状进行分解,产生一组描述强度值的投影函数,并通过傅立叶变换实现旋转不变性和抗干扰能力。该方法与物体是否具有单一边界无关,能够适应各种复杂的、边界不规则的或者不连通的物体形状。此外,该方法还能够直接应用于灰度图象。     

矢量化在车身CAD技术中的应用研究

本文研究了在车身内外覆盖件及其模具设计制造过程中遇到的由二维产品图纸建立三维CAD模型的问题，提出了应用矢量化和三维造型技术，实现由二维产品图建立三维CAD模型的原型系统，利用该系统，完成了若干实际工作。实践表明，本文提出的方法和原型系统对于解决由二维模型建造三维模型问题是非常有效的。     

形状模型在混合建模环境中的映射研究

混合建模技术是ＣＡＤ研究继承参数化特征建模技术之后的又一研究热点,线框,曲面和实体模型３种模型间的转换是混合建模技术的核心,本文介绍了：１）实体模型到线框和曲面模型的映射;（２）线框模型到实体模型的映射,３）曲面框型到实体模型的映射,为混合建模技术做了一些有益的探讨,并将模型映射算法成功地应用于ＩＧＥＳ和ＳＴＥＰ的前后置处理器的设计中,取得了满意的结果。     

地质断层三维可视化模型的构建方法与实现技术

全面而系统地研究了地质断层三维可视化构模的原理、方法及实施过程.针对地质断层三维构模的特点与要求,设计了一种基于边界表示、面向地质实体并兼顾拓扑关系的三维矢量数据模型,以有效地组织和描述包含断层的复杂地质体几何结构模型.提出了断层与地层的统一构模技术,给出了在其实现过程中所遇到的关键问题(如断层面的推演拟合、地层层面重构、断层与地层的交切处理与局部重构)的解决方案.基于断层的属性、断层数据所反映的断层面的特征和质量,应用3种方法来拟合断层面.在地层层面重构时,考虑到了断层面在地层面网格加密、插值时的约束和屏蔽作用,实现了具有多值面的逆断层网格生成技术.应用三角网切割算法TRICUT来实现断层与地层的交切处理.通过北京奥运公园场区基岩地质模型中的断层构模实例验证了这些技术方法的有效性.     

Inverting an Illumination Model from Range and Intensity Maps

We propose a solution to the problem of determining surface material properties from range and intensity data using a simplified version of the Torrance-Sparrow illumination model. The solution uses the photometric stereo method and regularization to invert the model equations at each point on a surface. Assuming a convex surface, one range map, and four or more intensity maps obtained using point light sources, we classify the surface into nonhighlight regions, specular highlight regions, and rank-deficient regions. This classification allows the appropriate solution method to be applied to each region. In nonhighlighted regions we use linear least squares, in highlight regions, nonlinear separable least squares with regularization, and in rank-deficient regions, interpolation. The solution consists of the values of the three parameters of the illumination model at each point on the surface. We believe this technique to be a useful adjunct to recently reported noncontact modeling systems. These systems have been designed to build computer graphics models automatically from real objects by determining surface geometry, surface relief texture, and material properties. Our technique greatly enhances the modeling of material properties. The paper concludes with a number of examples of the method applied to synthetic and real images, and a discussion of possibilities for future systems.     

用卷积曲面生成脸部皱纹的方法

将卷积曲面应用于人脸建模,提出了在个性化人脸模型上生成皱纹的新方法。运用基于图像的建模方法将通用人脸网格变形并计算出纹理图像,变形后的网格再与一个核函数卷积生成卷积曲面,通过轮廓函数调整曲面的形状而产生皱纹。将纹理图像映射到卷积曲面上使皱纹具有真实感。实验结果表明本文的方法可以通过控制轮廓函数的参数生成不同外观的皱纹。     

凸体、旋转体的体几何模型与内部可视化

在可视化与ＣＡＤ／ＣＡＭ的许多应用问题中,不但需要描述三维实体的外形,也要求表达实体的内部信息。传统的面壳模型只能描述实体的外形,无法表达实体的内部信息。针对这种情况,利用Ｂｌｅｎｄｉｎｇ形变技术给出了由实体的面壳模型构造其实体模型（体几何模型）的简易方法,从而把实体的面壳模型与实体模型的表示统一起来。体几何模型可应用于实体内部的可视化及ＣＡＤ／ＣＡＭ中。     

Nonlinear diffusion process modeling using response surface methodology and variable transformation

The nonlinear process modeling is investigated using statistical design method and response surface methodology. Three input factors are examined with respect to the response factor. In order to minimize the joint confidence region of fabrication process with varying conditions, D-optimal experimental design technique is performed and diffusion rate is characterized by response model. Then, the statistical results are used to verify the fitness of the nonlinear process model. Based on the results, this modeling methodology can be optimized process condition for semiconductor manufacturing.     

几何造型的自由畸变方法

几何造型是计算机图形学的重要研究内容，ＣＡＤ／ＣＡＭ的核心技术，现行的许多造型系统仅限于造型二次曲面及旋转曲面，没有自由曲面造型能力，本文研究的自由畸变为法，很容易扩展这些系统的自由曲面造型功能，该方法已成功地用于扩展ＭＯＶＩＥ．ＢＹＵ系统的自由曲面造型功能。     

3D object model reconstruction from image sequence based on photometric consistency in volume space

This paper presents a system that can reconstruct a photorealistic 3D object model from an image sequence captured at arbitrary viewpoints. The whole system consists of four steps: camera calibration, volumetric modeling, polygonal model formation and texture mapping. We adopt the shape-from-silhouette approach for volumetric modeling. There are two common types of object surface that are difficult to reconstruct—textureless surface and concave surface. To tackle the problems, we propose to perform the volumetric modeling based on the constraints of viewpoint proximity and photometric consistency in the volume space. The volumetric model is converted to the mesh model for efficient manipulation. Finally, the texture map is generated from the image sequence to give the 3D model a photorealistic appearance. Some reconstructed object models are presented to demonstrate the superior performance of our system as compared with the conventional modeling technique based on the photo-consistency in the image space.     

基于四面体剖分的并行地质块体建模方法

针对传统三维地质建模面临的内存消耗大,运行效率低的问题,提出了一种基于非结构四面体网格的并行地质块体建模方法。该方法采用“分治合并”的思想。首先将地质层位散点融合分割成若干个独立封闭块体;然后对每个块体进行表面三角形网格剖分,限定四面体剖分等步骤,形成块体的四面体网格剖分;最后将所有块体网格合并成最终地质模型。该方法中的块体剖分步骤应用多进程并行进行,提高了方法效率,并分摊计算机内存压力,可满足大尺度地质构造块体建模需求。该方法可为基于非结构网格的数值方法（如有限体积法、有限元方法等）的地震正演、偏移等算法提供合适的模型数据。