基于局部刚性约束的微分网格变形算法

针对网格角色模型（人体或动物模型）的关节部位在变形中易出现扭曲或不自然体积改变的问题,结合网格刚性变形和微分变形的理论,提出了一种基于局部刚性约束的变形算法。在本算法中,首先采用距离场方法求取模型的骨架关节点,然后在关节点上插入刚性约束架,再用均值坐标将刚性约束架和模型绑定到一起,最后通过求解包含微分约束和局部刚性约束的能量方程得到变形结果。实验表明,本算法很好地解决了大规模角色模型变形过程中,关节部位出现失真的问题。     

基于几何特征的三维模型变形与编辑*

在三维计算的基础上针对三维颅面模型,提出了一种基于几何特征的三维模型变形与编辑算法。该算法采用迭代过程,即每进行一次变形便可以重新计算调整后的颅面几何特征值,如果满足需要则退出编辑并保存模型;否则继续变形,直到得到满意的三维模型为止。在局部变形中,为了弥补自由变形技术在变形控制和用户交互方面的不足,对点约束局部变形算法进行了改进。实验证明,该算法实现简单,且具有良好的交互性,变形效果良好。     

三维模型近刚性保体变形

为保持三维模型表面细节和模型体积,提高模型变形的真实感效果,提出一种基于能量最小化的近刚性保体变形方法.首先对模型进行Laplacian变形,在此基础上,通过极分解求解曲面局部区域三角形的旋转变形,构建模型刚性变形能;然后通过模型体积积分离散化将模型体积变形约束转化为模型曲面变形约束,构建体积变形能;再通过衡量约束点的位置变形误差构建约束变形能.在最小二乘意义下最小化上述加权变形能,获得模型变形结果.实例结果表明,文中方法能够在线性的算法效率下获得近刚性保体变形效果,为模型的真实感变形提供了一条有效的途径.     

基于椭圆变形域的图像局部变形

图像局部变形技术是图像处理领域的一个分支,它只改变图像中指定区域范围内的特征而保持其他区域不发生变化.文中在径向基函数的基础上,提出了一种基于椭圆变形域的图像局部变形的算法,并讨论了函数中关键参数的选取对变形效果的影响;通过对变形区域的影响半径R和影响系数s的设置,控制图像局部变形的区域,从而解决了图像变形过程中产生的重叠映射;最后,介绍了图像局部变形的算法流程,利用VC++6.0和OpenCV搭建实验平台对算法进行了验证,实现了交互模式下的图像局部变形     

基于局部约束的服装变形方法研究

针对目前虚拟服装变形方法不能有效地解决局部不同程度变形的问题,提出一种基于局部约束的服装变形方法。首先,根据人体特征参数自定义构建虚拟人服装模型,并在此过程中对质点-弹簧模型和欧拉算法进行了改进;其次,对服装质点施加约束力,在质点原始的位置上添加改进的基函数,并引入约束权重来控制基函数的变化,从而求得质点的正确位置,实现局部不同程度的变形。实验结果表明,该局部约束方法取得了较好的变形效果。     

基于广义元球的一般约束变形

在计算机动画和形状设计中，变形是一个非常重要的工具.基于广义元球所具有的特殊势函数分布，提出了一个新的包含点、线、面和体约束的一般变形模型.用户定义一系列约束、每个约束的影响半径和偏移量，变形模型根据每个约束和其影响半径产生该约束的广义元球.广义元球确定了一个以约束点集为中心的势函数，该势函数在约束点集处为1，在影响半径处渐变为0.模型直接对整个空间进行变形，而与物体的表示无关，并且变形可由偏移量和广义元球的参数来细微调整.实验表明，该一般约束变形模型不仅有效，而且使传统方法难以做到的线、面、体约束变形成     

基于空间矢量变换的模型约束变形

基于空间矢量线性变换知识,提出了一种新的多边形网格模型变形方法。在三维模型空间选择一点作为约束源,并设置此约束源的影响半径。通过计算约束源与三维模型网格面片顶点之间的距离来确定待变形局部顶点区域。把空间矢量的线性变换应用到网格面片顶点变形所需的向量函数,依此函数直接精确地计算出网格面片顶点的新位置,从而实现模型的变形。通过对算法原理的进一步分析扩展了该变形方法的应用范围。     

基于四元素插值的空间曲线边界约束变形方法

曲线形状的变形技术在计算机动画和产品造型设计中有着重要的应用。以单位球面四元素插值为基础建立非线性的局部变换，通过在中间帧重构方程引进边界控制条件，提出了具有边界约束的空间曲线和平面曲线形状的变形方法。该方法在曲线形状渐变序列中具有保周长的线性变化，适合一般曲线的渐变和骨架行走的特征。还给出了建立渐变序列的边界曲线算法，通过实例说明了造型和编辑边界曲线能得到良好的拼接效果。实验表明,该算法在空间曲线变形中具有良好的视觉效果和应用前景，算法具有简易性和统一性。     

网格模型的局部编辑算法

提出一种新的网格模型局部编辑算法，该算法可以精确地控制变形区域的大小、边界和变形点的位移，克服了FFD及其改进算法的缺点．首先交互地定义一个附着在模型表面的控制网格；然后建立模型变形区域与控制网格间点的映射，再依据变形要求来编辑控制网格；最后根据映射关系反算出模型变形区域点的新位置．控制网格可以是参数曲面的控制网格，也可采用一般三角网格或预先定义的网格模板．为达到精确变形的目的，对模型与控制网格重叠的区域进行自适应细分．该算法计算简便、易于实现，并能达到很好的效果．     

四面体胞的尽可能刚性网格变形算法

提出一种基于四面体胞的尽可能刚性三角形网格变形算法。用户通过操作网格上的若干顶点以得到所需的模型变形结果。首先,算法对网格模型内部进行稀疏四面体化,以产生一个贴合模型表面的四面体胞集。在模型变形过程中,算法通过最小化相应的变形能量函数,以保持网格模型表面局部区域的刚性以及每个四面体胞的刚性,从而有效避免模型表面及其内部的扭曲。同时,针对大尺度编辑可能造成的模型局部塌陷,提出一种简单的四面体胞自适应剖分方法,根据模型局部体积的剧烈变化,自动剖分对应的四面体胞以增加模型内部的局部变形自由度,进而消除不正确的变形效果。此外,自适应的四面体胞剖分允许算法在初始时只需对网格模型进行稀疏的四面体化,而在变形过程中根据需要进一步提高四面体胞的局部稠密度,因而保证了算法的鲁棒性及其效率。实验结果表明,该变形算法可以有效保持模型的表面细节以及模型的内部体积,并能够有效避免模型形状在大尺度变形时的局部退化。     

一种人脸图像局部变形技术

图像局部变形是指仅在图像的一小部分区域内做变形,改变某些局部范围的特征,同时保持其它区域不发生变化。目前常用的图像变形方法基本上考虑的是图像的整体变形,在直接运用于局部变形时效果不佳。文章提出了一种人脸图像局部变形方法,它首先在局部变形区域内确定特征点和影响半径,然后计算出区域像素点几何位置的变化,最后使用双线性插值原理进行灰度赋值。该方法可以获得很好的人脸局部变形效果,具有连续性好、算法简洁、实时互动等优点,在人脸识别领域有可观的应用前景。     

Sketch-based warping of RGBN images

While current image deformation methods are careful in making the new geometry seem right, little attention has been given to the photometric aspects. We introduce a deformation method that results in coherently illuminated objects. For this task, we use RGBN images to support a relighting step integrated in a sketch-based deformation method. We warp not only colors but also normals. Normal warping requires smooth warping fields. We use sketches to specify sparse warping samples and impose additional constraints for region of interest control. To satisfy these new constraints, we present a novel image warping method based on Hermite–Birkhoff interpolation with radial basis functions that results in a smooth warping field. We also use sketches to help the system identify both lighting conditions and material from single images. We present results with RGBN images from different sources, including photometric stereo, synthetic images, and photographs.     

一种B样条曲线局部修改算法

针对B样条曲线局部修改的问题,提出一种双正交非均匀B样条小波与外部能量约束相结合的算法。与传统能量约束法相比,该算法使曲线除局部修改外整体形变较小,具有一定的保形效果。     

Texture mapping with hard constraints using warping scheme

Texture mapping with positional constraints is an important and challenging problem in computer graphics. In this paper, we first present a theoretically robust, foldover-free 2D mesh warping algorithm. Then we apply this warping algorithm to handle mapping texture onto 3D meshes with hard constraints. The proposed algorithm is experimentally evaluated and compared with the state-of-the-art method for examples with more challenging constraints. These challenging constraints may lead to large distortions and foldovers. Experimental results show that the proposed scheme can generate more pleasing results and add fewer Steiner vertices on the 3D mesh embedding.     

Image warping with scattered data interpolation

Discusses a new approach to image warping based on scattered data interpolation methods which provides smooth deformations with easily controllable behavior. A new, efficient deformation algorithm underlies the method     

Nonrigid medical image registration technique as a composition of local warpings

We introduce a new technique for nonrigid image registration based on the composition of local deformations. The warping model is analyzed in order to guarantee continuity, differentiability and a one-to-one transformation by constraining the parameters of the nonlinear spatial transformation. A genetic algorithm solves the model by global optimization, handling constraints, and maximizing the normalized mutual information. The composition of local transformations goes throughout several levels of resolution, from coarse to fine. The performance of our technique was tested in synthetic and real medical images. The proposed method was always able to improve the similarity criterion between image pairs, demonstrating the robustness of the method for several modalities of images.     

基于几何与图像混合绘制中的快速WARP变换算法研究

基于几何与图像的混合绘制中，3D Warp算法以严格的数学变换为基础，从而能够保证准确的投影关系，但该算法在实时绘制阶段需进行大量的数学运算，故其时间复杂度较高，该文提出了一种新的快速Warp变换算法，算法以3D Warp算法为基础，采用了崭新的投影过程，从而使时间复杂度较3D Warp算法有较大幅度的下降（降低约7．51倍）。同时，该算法是一种流水结构，能够有效利用现有的加速硬件，而无需改变图形硬件的体系结构。     

渐进迭代逼近方法在曲线变形上的应用

目的 随着几何造型、计算机动画等领域的快速发展,曲线的自由变形技术在近年来受到了广泛的关注。为了获得更多有趣、逼真的变形效果,提出基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。方法 给定数据点集,首先采用渐进迭代逼近方法或是基于最小二乘的渐进迭代逼近方法产生待变形曲线;其次对待变形区域使用延拓准则,基于主顶点方法与待变形曲线的形状信息选取控制顶点进行调整;最后对调整后的控制顶点运用局部渐进迭代逼近方法生成逼近曲线,得到期望的变形效果。结果 此变形操作借助于局部渐进迭代逼近方法,具有较好的灵活性。通过茶壶、面部轮廓、手等数值实例,表明了该方法可以得到良好的变形效果。进一步地,借助于叠加变形还可以得到整体的、周期的、伸缩的等各类更加丰富的变形效果。结论 本文研究渐进迭代逼近在曲线变形上的应用,将主顶点方法引入曲线的变形之中,把两者相结合提出了基于渐进迭代逼近与主顶点方法的曲线局部变形算法。该算法不仅具备渐进迭代逼近方法的收敛稳定性,且借助于主顶点方法,可以得到较好的变形效果。该方法适用于曲线的局部变形,丰富了曲线的变形效果。     

基于局部梯度和二进制模式的时间序列分类算法

时间序列分类问题是时间序列数据挖掘中的一项重要任务, 近些年受到了越来越广泛的关注. 该问题的一个重要组成部分就是时间序列间的相似性度量. 在众多相似性度量算法中, 动态时间规整是一种非常有效的算法,目前已经被广泛应用到视频、音频、手写体识别以及生物信息处理等众多领域. 动态时间规整本质上是一种在边界及时间一致性约束下...