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1.
作为三维模型的一维表示方式,模型骨架表示和提取技术在计算机图形学和计算机视觉领域具有广泛的应用.为了有效地从输入网格模型中提取高质量的骨架,提出了一种新的基于最大内切球拟合的骨架提取方法.首先,用户分别交互选取模型主干内任意一点以及各分枝末端任意一点作为骨架提取的初始点;其次,根据选取的初始点利用最大内切球拟合和提取算法得到初始最大内切球,取球心为模型骨架点,并利用该最大内切球沿模型主干迭代扩散,寻找其余的模型最大内切球和相应的模型骨架点,同时将主干骨架周围区域设为影响域;然后,根据交互选取得到的分枝末端点,以类似方法沿末端到主干影响域寻找分枝骨架点;最后,基于距离优先算法选取合适的骨架汇合点生成完整的模型骨架.针对AIM@SHAPE提供的实验用模型,利用该方法提取的模型骨架点能准确地位于模型的中轴位置,同时通过调整参数值能保证提取的模型各分枝骨架的平滑性. 相似文献
2.
提出了一种自适应三维美工树木骨架提取算法。该算法主要由前处理、骨架提取和后处理三个步骤组成。前处理阶段依次完成预计算操作,包括对具有几何相似性的子枝进行聚类,自适应生成每个子枝点云的聚类长度阈值,确定子枝之间的父子关系等;骨架提取阶段实现对每个子枝点云的聚类,及其对应骨架点、骨架曲线的生成等操作;后处理阶段完成孤立骨架节点去除,整棵树所有骨架曲线光滑化等处理。该树木骨架提取过程完全由计算机自动完成,不需要用户的任何干预。实验结果表明,采用该算法得到的美工树木骨架既能完整地保持树木模型的形状,又能正确地实现树木模型的拓扑结构。 相似文献
3.
《计算机应用与软件》2016,(9)
针对当前三维骨架提取方法复杂度较高、提取结果不够准确,以及专门针对人体模型的方法较少等问题,提出一种基于模型分割的三维人体骨架提取方法。首先,根据模型顶点与末端特征点的最小测地距离将模型分割;然后由归一化的测地距离函数确定模型各顶点所属拓扑层次;接着在模型分割的基础上依据拓扑层次提取出原始骨架点;最后经过微调,将各骨架点按照拓扑关系连接得到较为精确的人体骨架。实验结果表明,该方法有效降低了骨架提取算法的复杂度,且对不同姿势的人体模型均可获得较为准确的提取结果。 相似文献
4.
基于OBB树的无网格几何数据处理 总被引:1,自引:0,他引:1
提出一种新的基于有向包围盒树(Oriented Boundmg Box,OBB树)的处理无网格几何数据方案.与最常用的八叉树比较,它具有三方面优点:首先,OBB树反映了统计意义上的几何模型空间分布,它不仅提供了辅助的层次结构,其本身还可以用于生成原始几何模型的形状逼近;其次,OBB树的节点数目和所需内存比八叉树少,且更贴近几何模型;其三,遍历OBB树的代价略高于八叉树,收敛速度却更快.针对点云模型,作者将OBB树结构应用于点云模型的自适应绘制.实验结果验证了OBB树的上述优点. 相似文献
5.
在神经科学领域,大脑复杂神经行为的分析需要构造表面光滑且高质量的神经元模型。针对三维神经元形态数据的复杂性,现有三维神经元模型的研究在构造模型的过程中,骨架之间的折痕较大且表面光滑度较低。为解决支撑半径过大导致的卷积过渡混合问题,采用基于采样点密度和半径的算法进行数据预处理并结合骨架的抽象性和卷积曲面的光滑性,提出一种利用局部可变支撑半径控制的卷积曲面混合方法。采用基于VDB的稀疏体素自适应调整空间分辨率提高生成效率,用于解决提取不同半径神经元等值面的速度问题。为验证生成模型数据的有效性,利用MeshLab工具验证网格的水密性并基于Isotropic Remeshing算法重构网格,利用Loop算法细分神经元网格,使其表面更加光滑且包含更多细节信息。为构造在脑神经组织中进行光传播模拟实验的神经元模型,利用TetGen软件生成高质量的神经元四面体模型。实验结果表明,与现有神经元建模方法相比,该方法不仅能有效提高生成速率,而且能生成高阶光滑的网格模型。 相似文献
6.
在融合了交互式轮廓绘制与网格造型技术的基础上,提出了一种快速三维网格曲面建模方法.根据绘制轮廓线的特征点分布,进行约束化三角网格剖分,提取二维轮廓线的骨架;选取骨架点和采样点投影到三维空间椭球曲面,并引入二面角原则,优化了空间离散数据点的三角化算法;最后缝合骨架点,获得三维网格曲面表示.实验结果表明了该算法的直观性、高效性. 相似文献
7.
已有的网格简化算法容易丢失大量褶皱、边界等明显几何特征,导致简化后的模型在视觉上失真,为此提出一种基于谷脊线特征的三维网格模型简化方法.首先基于隐式曲面提取网格模型的谷脊线,得到体现重要性几何信息的模型特征点;然后利用层次化的紧支撑径向基函数(CS-RBFs)将上述模型特征点恢复成隐式曲面,得到简化后的三维网格模型.与N-Garland方法对比的实验结果表明,文中方法能显著地减少网格模型顶点数,生成的模型精确度高,生成过程高效. 相似文献
8.
《计算机辅助设计与图形学学报》2016,(10)
针对传统镂空叶雕具有手工制作烦琐且不便传承的缺点,提出一种由单幅叶雕图像生成叶雕三维模型的辅助设计方法.首先将叶雕图像划分为镂空区域、无用区域和有用区域,根据用户选择遍历像素提取细长叶柄;然后通过距离图像生成初始三维模型并用S型函数进行高度调整;再利用灰度形态学处理方法获取叶脉图像叠加在模型上进行叶脉构建,采用保留特征的光滑算法光滑整个模型;最后以扩散流形式提取狭长区域骨架点,并进行接续,延伸,三角结构重构处理避免凹陷现象,利用模型上约束关系获取边缘点,重置边缘点、狭长区域骨架点以及叶柄骨架点高度调整模型,通过新点插入法处理缺断得到最终模型.实验结果表明,该方法能得到效果良好的叶雕三维模型. 相似文献
9.
三维网格模型的轮廓信息在网格检索、网格简化、网格重建中有着广泛应用。现有的轮廓提取方法较为复杂,需要分析和过滤网格模型的几何特征,计算量大且有时无法生成完整的轮廓信息。近年来,三维模型的中轴表达研究趋于成熟,在表达模型几何拓扑关系上有独特的优势。因此,提出了一种基于中轴表达的三维模型轮廓提取方法:首先提取三维模型的中轴表达信息,将中轴角点投影到三维模型表面;然后根据每个区域的拓扑关系选择适合的角点连接关系,将投影点连接形成模型区域轮廓;再针对投影过程中产生的误差进行分析和纠正;最后合并区域轮廓得到三维模型的完整轮廓。通过对多个模型数据库中代表性的三维网格模型进行实验和重建误
差比较,该方法的平均重建质量较现有方法约有 10%的提升,在重建质量和轮廓信息完整度方面优于现有方法。 相似文献
10.
提出一种新的岩石三维图像裂缝提取算法。首先对三维岩石孔隙模型的每个连通分量执行表面重建、拉普拉斯网格平滑、网格简化等操作。根据三角网格面积和网格单位法向量方向特征,将三角网格划分为不同类别。利用形状因子判定每个三角网格类构成的三维空间结构是否具有裂缝特征。对具有裂缝特征的三维空间结构所包含的体素点集执行形态学膨胀操作,并与原始三维岩石孔隙模型连通分量的体素点集进行逻辑与操作,与操作结果即岩石裂缝。实验结果表明,该方法具有较好的裂缝提取效果。 相似文献
11.
通过物体的对称性,人们可以推断物体的结构并估计它的形状,从而恢复被遮挡或丢失部分的信息。针对二维点集,提出了一种新的求解信息完整和不完整点集对称轴的方法。首先根据凸壳算法求出点集的凸壳,对于信息完整点集,点集的对称轴必是凸壳的对称轴,因此可以借助求解凸壳的对称轴来求解点集的对称轴;对于信息不完整点集,当遗失的点为凸壳内部点时,点集的对称轴也必为凸壳对称轴,当凸壳上的点有遗失时,则可通过求凸壳边的中垂线,以及长度相等两邻边组成角的角平分线来确定点集的对称轴。该方法解决了现有算法只能求解封闭和信息完整图形的对称轴的不足,实验结果表明该方法是高效、可行的。 相似文献
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根据凸集中只有最外围的点才有可能是凸点而中心附近的点不可能成为凸点的特性,提出了一种基于超球外壳的凸包改进算法。首先选取给定凸集点的中心,计算所有点与该中心的距离,并对该距离进行归一化处理,使所有的点都映射到一个单位超球体内;其次,选取合适的参数,提取单位超球体的外壳,用外壳中的点构造其凸包。 相似文献
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利用点集的凸包具有仿射不变性和局部可控性,针对图谱方法难以精确匹配旋转角度较大图像的问题,提出了图像点模式匹配的一种凸包序列的图谱方法,使得匹配在图像旋转角度较大的情形下仍具有稳定性。构建图像特征点集新的图模型(凸包),利用改进的图谱方法对凸包进行匹配,并减小原始特征点集,迭代上述过程,通过构造凸包序列,自特征点集的外围到内部逐步匹配,得到较精确的匹配对。实现基于凸包序列的图谱方法的图像点模式匹配。实验结果表明,该方法不但能精确匹配旋转角度较小的图像,而且对于旋转角度大的图像以及多光谱图像匹配精度也较高。 相似文献
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提出一种计算平面点集凸壳的快速算法。利用极值点划分出四个矩形,它们包含了所有凸壳顶点,通过对矩形中的点进行扫描,排除明显不是凸壳顶点的点,剩余的点构成一个简单多边形。再利用极点顺序法判断多边形顶点的凹凸性并删除所出现的凹顶点,最终得到一个凸多边形即为点集的凸壳。整个算法简洁明了,避免了乘法运算(除最坏情况外),从而节省计算时间。 相似文献
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Computing the convex hull of a set of points is a fundamental operation in many research fields, including geometric computing, computer graphics, computer vision, robotics, and so forth. This problem is particularly challenging when the number of points goes beyond some millions. In this article, we describe a very fast algorithm that copes with millions of points in a short period of time without using any kind of parallel computing. This has been made possible because the algorithm reduces to a sorting problem of the input point set, what dramatically minimizes the geometric computations (e.g., angles, distances, and so forth) that are typical in other algorithms. When compared with popular convex hull algorithms (namely, Graham’s scan, Andrew’s monotone chain, Jarvis’ gift wrapping, Chan’s, and Quickhull), our algorithm is capable of generating the convex hull of a point set in the plane much faster than those five algorithms without penalties in memory space. 相似文献
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本文依据同构化凸壳构造基本定理,提出效率更高的双域双向水平倾角最小化圈绕凸壳新算法.本新算法的同构化特点是:1)"初始顶点与双域生成"处理:找出给定二维点集S的最低点和最高点,即Y轴坐标值最小点(若有多个最小点,则只取最左的最小点)和Y轴坐标值最大点(若有多个最大点,则只取最左的最大点),作为凸壳(逆时针围绕的)A向初始顶点、(顺时针圈绕的)B向初始顶点;并以这两个初始顶点为端点的线段,把原二维点集划分为两个独立的子点集S右、S左.2)在S右内,进行双向"圈绕寻找下一新顶点"即凸壳A向、B向最新顶点寻找处理:分别过自己的最近新顶点,作X轴正向射线,并A向或B向找出当前点集内对该顶点正向射线(为始边的)倾角最小的点;删除对已得各顶点所构成的子凸壳内点,当所剩当前点集非空时继续作"2)"逐边圈绕,直到为空.3)同理,在子点集S左内,进行双向"圈绕寻找下一新顶点"即凸壳A向、B向最新顶点寻找处理. 相似文献
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本文依据同构化凸壳构造基本定理,提出了效率更高的双域单向水平倾角最小化圈绕二维点集凸壳新算法,实现了对卷包裹凸壳算法、单域单向水平倾角最小化圈绕凸壳算法的改进与创新。本新算法的同构化特点是:1)“初始顶点与双域生成”处理:找出给定二维点集S的最低点和最高点,即Y轴坐标值最小点(若有多个最小点,则只取最左的最小点)和Y轴坐标值最大点(若有多个最大点,则只取最右的最大点),作为凸壳逆时针圈绕的初始顶点;并以这两个初始顶点为端点的线段,把原二维点集划分为两个独立的子点集S右、S左。2)进行单向“圈绕寻找下一新顶点”:A)在S右内,过逆向次新顶点作X轴正向射线,并找出当前子点集内对该逆向次新顶点正向射线(为始边的)倾角最小的点,此最小点即为S右逆向最新顶点;B)在S左内,过次新顶点作X轴负向射线,并找出当前子点集内对该逆向次新顶点负向射线(为终边的)倾角最小的点,此最小点即为S左逆向最新顶点。3)删除对已得各项点所构成的子凸壳各内点。4)仅当所剩当前点集非空时才从“2)”继续作逐边双域单向圈绕。 相似文献
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平面点集凸包快速构建算法的研究 总被引:10,自引:0,他引:10
蒋红斐 《计算机工程与应用》2002,38(20):48-49,106
文章提出了一种提高构建凸包速度的新方法。该算法生成一个网格来管理离散点,在淘汰明显不位于凸包上的点时,将对离散点的取舍转换为对格的取舍,计算工作量只与离散点的范围及网格的密度有关,与离散点的数目无关;同时对点集也进行了初略的排序。在求取剩余点集的凸包时,采用了一种先分段求取凸包边界,最后将这些边界合并成凸包的方法,该方法充分利用了剩余点集所具有的有序性。 相似文献