利用空间结构信息的三维点云模型分类

现有的三维点云模型分类方法未考虑模型本身的空间结构信息,忽略了模型上点与点之间的相互关系.为此,提出一种能够提取模型空间结构信息的转换网络,实现三维点云模型的分类.首先对三维模型采样分组,得到其球形邻域,计算每个邻域内点的浅层特征,同时使用转换网络将邻域的空间结构信息转换为特征权重,并通过特征映射将特征权重和浅层特征输出为具有该邻域空间结构信息的高维特征.然后聚合各个邻域的高维特征得到模型的全局特征,并通过多个尺度逐层迭代输出分类结果.实验结果表明,在ModelNet40上的分类准确率达到92.8%,高于目前的主流算法.     

孔隙表征参数驱动的TPMS多孔结构建模

为了设计符合工程设计参数要求的多孔结构模型,提出一种孔隙表征参数驱动的多孔结构建模思路,并以增材制造制备成形.首先,针对三周期极小化曲面(TPMS)的4种常用类型(P/D/G/I-WP),研究了TPMS数学参数对各类孔隙表征参数(孔隙率、比表面积和孔径大小)的影响,并建立了相关参数之间的映射关系模型;接着,提出了若干基于孔隙表征参数的TPMS多孔结构设计方法,包括单设计参数法、多设计参数法、嵌套设计法;最后,给出了相关的工程应用案例并进行Micro-CT测试实验.实验结果表明,所设计模型的孔隙表征参数可控,增材制造成形的模型样件受工艺影响,其精度存在一定偏差.     

基于表面颜色属性的三维模型检索

对基于表面属性的三维模型检索进行研究,提出了基于面积颜色分布、基于球面颜色分布、基于颜色球面调和的三维模型检索方法以及基于表面属性的融合方法.通过对模型表面进行按面积均匀采样来获取其颜色分布信息后形成基于面积颜色分布的特征.通过对模型进行均匀球面采样获取颜色分布信息形成基于球面颜色分布的特征.通过首先将模型表面颜色信息按等经纬度球面采样映射为球面函数,然后对其进行球面调和变换形成颜色球面调和特征.融合特征通过对以上特征的两组或3组依一定权值组合而得到.为验证基于表面属性的三维模型检索方法的效果,建立了一个包含有1171个颜色模型的测试库.实验结果表明以上方法均对基于表面属性的三维模型检索具有较好的检索效果且融合特征可以得到优于任何单一特征的检索效果.     

一种基于部件空间分布的三维模型检索方法

三维形状分析是三维模型检索的关键问题.提出一种基于三维模型部件空间分布的形状特征描述方法.此方法的主要思想是依据认知心理学的理论,在描述对象形状时强调它的结构属性.首先将三维模型分割为若干个组成部件,每个部件用一个曲面片表示,然后采用曲面片的质心位置、面积占总面积的百分比的组合作为部件特征,最后将满足指定条件的部件特征的集合作为三维模型的形状特征.基于这一特征表示,给出了一种三维模型检索方法.该方法具有受模型精度和连通性影响较小、相似性度量的计算速度较快的优点.实验结果验证了该检索方法的有效性.     

基于Shrex的XQuery-SQL查询转换模型的设计与实现

目前还没有一个不依赖于模式映射、且支持复杂嵌套XQuery到SQL的查询转换解决方案.针对现状,设计并实现了一个将XQuery转换为等价SQL的查询转换模型(EXSM).该模型基于Shrex框架,以简洁的方式解决了模式依赖问题,并采用树形中间结构,使之支持复杂的嵌套XQuery.因此,该模型有效地涵盖解决了目前存在的两个问题.     

保持三维模型内在属性特征的水墨绘制

为了解决非真实感渲染方法中三维模型的细节特征保持不足的问题,提出一种基于三维模型内在属性特征绘制图的带水墨画效果的非真实感渲染方法.将模型曲面的平均曲率转化为表面材质,使用帧缓冲对象渲染到纹理,经过像素变换、高斯模糊等处理得到水墨效果;再经过非线性映射得到黑白分明的内在属性特征绘制图,然后在图像空间通过GPU进行图像处理;通过调节光源位置可以实时地调整水墨笔画的分布,调整阈值以改变特征细节的展示层次.大量实例结果表明,文中方法是高效、可靠的.     

采用单幅草图的正交多面体模型生成方法

为便于用户在工程设计时使用草图进行三维模型设计,提出一种从单幅草图生成正交多面体模型的方法.根据正交多面体模型的结构特点定义了建模过程中的特征层次体系及其转换规则,通过规则推理实现各层次特征的转换,以支持用户使用简图方式快速地生成多面体模型;同时,使用决策树管理转换规则集合实现对规则的训练和更新,以保证规则集的可拓展性和鲁棒性.实验结果表明:该方法能生成多种复杂的正交多面体模型,且决策树方法能有效地支持对规则集合的训练和更新.     

一种不同坐标系之间的变换矩阵的转换方法

在三维图形的研究和开发过程中,由于不同三维图形系统所使用的坐标系不统一,造成了在一个坐标系中的模型不能直接引入到别的坐标系中,针对野战战术三维环境原型系统ＢＩＴ－ＶＢＦＳ的开发过程中所遇到的将模型从右手坐标移植到左手坐标系的问题,提出了一种在不同三维坐标系之间寻找对应的变换矩阵的一般性方法,这种方法得到的是对于变换的转换矩阵,所以在对模型进行实际的转换时并没有增加计算的复杂度。     

均匀分割主曲线的三维形状描述

将无序的、分布不均匀的三维网格模型形状分布问题，转换为有序的、均匀的一维流形问题，进而实现三维模型的形状检索．本文将三维网格模型，投影为三维的光顺主曲线；通过对主曲线沿弧长方向的均匀分割采样，提取主曲线的空间位置和姿态等形状特征；最后通过形状描述向量的比较实现了对应的三维模型检索．实验证明该形状描述方法对几何变换是稳定的，降低了多分辨率、局部形变、噪声等因素影响对三维网格模型形状描述的干扰．     

智能配镜三维特征参数提取方法研究

摘 要：针对智能配镜中三维面部特征点提取算法复杂度较高的问题,提出一种将三维点 云转换为映射图像定位特征点的方法。采用 Voronoi 方法计算面部三角网格各顶点处的高斯曲 率、平均曲率。选取鼻尖、眼角等曲率特征明显的区域估计面部点云姿态。根据曲率旋转不变 性,使用初选的点云方向向量简化旋转矩阵的计算,使面部点云正面朝向视点。将点云映射转 换为图像,三维网格模型中三角面片一对一映射到图像中的三角形。搭建卷积神经网络,使用 Texas 3DFRD 数据集进行模型训练。进行人脸对齐,预测所得各面部特征点分别限制在图像某 三角形中。根据图像中三角形映射查找三维网格模型中对应三角面片,通过三角面片顶点坐标 计算配镜所需的面部特征点位置坐标,实现配镜特征参数的提取。