基于链码和特征形的多边形内外点判断算法

通过对多边形各个顶点与待测点相对位置进行判别，给出了多边形的垂直（水平）链码序列生成方法．该方法根据多边形的链码将原多边形中对判别无关的冗余边或冗余点删除，形成多边形的特征形；待测点在特征形与原多边形内外位置关系上具有一致性，从而大大简化了运算．同时给出了一种点在多边形内外点判断算法，把点在原多边形内外的判断转化为点与其特征形的位置判断，特征形的提取过程是一个线性扫描及条件判断过程，可以避免大量的又积运算，从而有效地提高了多边形内外点判断算法的效率．程序验证表明：文中算法易于实现，具有运行速度快、稳定性高等优点．     

多边形中心点向量的二次插值变形算法

多不动点约束下的网格变形算法需要用户确定不动点和操作点,针对该问题,提出多边形中心点向量的二次插值变形算法。该算法根据源、目标多边形中心点向量间旋转经过的面积与2个向量间的差值建立相似度函数,在变形过程中采用二次贝塞尔插值方法,在对应过程中利用改进的动态规划算法。实验结果表明,该算法可减少变形过程中多边形内部扭曲的程度,且计算量小、对应时间短、变形效果自然。     

改进的基于mean value重心坐标的多边形变形

对平面多边形的变形,为了避免变形过程中边界的退化和自交现象,目前主要采用将初始多边形与目标多边形分别嵌入到具有凸边界的同构三角网格中去,转化成三角网格的变形问题。但该方法在进行同构三角剖分时,增加的额外点数目较多,复杂度高,且不能实现刚性变形。论文提出一种基于多边形星形分解的同构三角网格剖分算法,使用较少的额外点,降低了算法复杂度。此外,文中选择正多边形作为三角网格的边界,并采用刚体变形技术以保持初始多边形和目标多边形尽可能刚性地变形,取得了较好的变形效果。     

基于骨架提取特征的可控渐变算法

提出了一种基于视觉特征的渐变算法,通过图像骨架确立特征点,进而对图形进行同构特征分解。采用可控制子多边形边角插值,通过轮廓多边形渐变控制子多边形渐变,用户也可以通过控制轮廓插值交互控制渐变过程。实验表明：该算法简单有效,渐变过程自然合理。     

基于形状特征的可避免自交的平面多边形变形

给出了平面简单多边形的一种基于形状特征的可避免自交的变形方法。该方法将初始和目标多边形分别嵌入到以其放大的凸包边界为边界的同构平面三角网格中,通过采用对所嵌入的同构网格进行变形的方法,实现了平面多边形的变形。与已有的Surazhsky和Gotsman的方法相比,该方法考虑了初始和目标多边形的几何轮廓及其差异性,故变形过程更加自然,而且在网格剖分时使用了更少的额外顶点,因而提高了算法速度。     

临近特征点类型匹配的多边形渐变表达模型

提出一种基于Morphing技术的多边形连续尺度地图表达模型。依据多边形的凸壳多叉树建立了多边形特征点的层次结构;基于临近性原则及特征点前后弧段形状的对照关系实现两个关键尺度的同一多边形要素各层次特征点的匹配;在多边形的对应特征点间利用Morphing内插技术得到两个关键尺度间任意尺度的多边形表达。实验表明,对于两个关键尺度下的同一多边形,使用该模型能获取任意中间尺度下的多边形表达,在尺度变化时,多边形图形的过渡自然平稳。     

一个快速的多边形凸包求取算法

多边形凸包算法是计算机图形学中的基础算法。本文提出一个时间复杂性为O(nlog_2n)的凸包算法:先通过极角坐标转化一般多边形为一种特殊多边形——点可见多边形,然后利用比较斜率和回溯来完成点可见多边形的凸包解。该算法将在三维立体造形系统中采用。     

GIS中孤岛和内点快速归属算法

针对GIS拓扑数据结构的建立,该文提出了一种快速进行内点和孤岛归属的算法．算法首先利用“面积法”实现外多边形的识别并获得外多边形左极点,然后利用“改进的射线法”将识别后的外多边形左极点和内点向左侧引出射线,并获得与弧段的交点,最后利用弧段的特征获得外多边形和内点的归属关系．由于该算法充分利用了弧段的特征,从而避免了多边形的组织和弧段的重复处理以及非直接包含关系的判断,保证了海量数据生成拓扑数据结构的效率．同时文章还对归属中的退化问题提出了解决方案．算法的实际应用表明,该算法具有较高的效率和较强的实用性．     

多边形填充的扫描线算法及其实现

多变形填充算法是图形学中一个比较复杂的算法。对多边形填充算法进行了介绍,用VC 实现了X-Y扫描线算法,该算法可以对任意形状的多边形(包括自相交的多边形)进行填充。     

基于特征分解的2-D多边形渐变

二维多边形渐变在二维角色动画、模式匹配、几何造型等领域有着重要的应用.已有的方法大多根据多边形的边长、角度、面积、骨架等几何属性来完成多边形之间的最佳对应和渐变,而忽略了多边形的内在视觉特征.提出了一种基于视觉特征对应的2-D多边形渐变方法,该方法把源多边形和目标多边形按照视觉特征进行同构特征分解,得到若干对对应的特征子多边形.在渐变过程中,每个源特征子多边形光滑地过渡到目标特征子多边形.通过引入特征分解点,用户可以灵活和直观地改变特征子多边形,按照预想的效果控制多边形的渐变.实验效果表明,基于特征分解的顶点对应和插值算法不仅可以得到光滑的多边形渐变序列,而且可以实现多边形的特征对应和特征保留.     

圆弧路径法，一种新的多边形变形方法

二维形状变形技术在二维角色动画、模式匹配、几何造型、虚拟现实、工业模拟、科学计算可视化等领域有着重要的应用。本文提出了一种顶点路径圆弧法的二维形状变形新方法。该算法通过控制关键帧多边形顶点按照一条特殊的圆弧曲线路径进行运动，实现二维形状变形。通过许多实例的测试表明，该算法效果良好：不仅可以保持首末关键帧形状的共同特征，而且中间插值形状变化自然平滑。同时，我们的方法易于用户交互控制；容易推广到高维情形；计算量较小、能达到系统实时的要求。     

Application of the Self-Organizing Feature Map Algorithm in Facial Image Morphing

A new facial image morphing algorithm based on the Kohonen self-organizing feature map (SOM) algorithm is proposed to generate a smooth 2D transformation that reflects anchor point correspondences. Using only a 2D face image and a small number of anchor points, we show that the proposed morphing algorithm provides a powerful mechanism for processing facial expressions.     

多特征融合的图像自动变形

目的 图像变形算法中特征基元提取和匹配方式大部分都是采用人机交互的方式进行,并且在遮挡区域变形时出现较多的鬼影和模糊现象,使得针对同一场景图像变形实现繁琐且效果不佳,针对这些问题提出一种基于多特征融合的自动图像变形算法。方法 该算法提取多种图像特征信息（如Surf特征算子、Harris算子、Canny算子等）并进行多特征融合匹配,得到一个分布适当且对应关系正确的三角网格,再结合图像变形,实现自动图像插值。结果 实验结果显示,自动的提取特征基元有效地减少了人工操作,而多特征融合匹配有效地抑制了图像变形时边缘或遮挡区域鬼影的产生。结论 提出的融合匹配方法,将不同的特征信息有效地融合匹配从而改善了图像变形算法。通过对多组实验结果进行问卷调查,91%的参与者认为该算法有效地改进图像变形结果。     

Light field morphing using 2D features

We present a 2D feature-based technique for morphing 3D objects represented by light fields. Existing light field morphing methods require the user to specify corresponding 3D feature elements to guide morph computation. Since slight errors in 3D specification can lead to significant morphing artifacts, we propose a scheme based on 2D feature elements that is less sensitive to imprecise marking of features. First, 2D features are specified by the user in a number of key views in the source and target light fields. Then the two light fields are warped view by view as guided by the corresponding 2D features. Finally, the two warped light fields are blended together to yield the desired light field morph. Two key issues in light field morphing are feature specification and warping of light field rays. For feature specification, we introduce a user interface for delineating 2D features in key views of a light field, which are automatically interpolated to other views. For ray warping, we describe a 2D technique that accounts for visibility changes and present a comparison to the ideal morphing of light fields. Light field morphing based on 2D features makes it simple to incorporate previous image morphing techniques such as nonuniform blending, as well as to morph between an image and a light field.     

小波变换在人脸语音动画合成中的应用

提出了一种基于小波变换的人脸语音动画合成的平滑方法:将小波变换与数学形态学相结合,从相应音素的图像帧中提取出特征区域的边缘,实现特征点的精确定位。在此基础上进一步对相应区域进行三角剖分,通过前后两帧图像之间的变形产生中间帧,最终合成较为平滑、真实的人脸语音动画效果。     

基于二次有理Bézier曲线的多边形变形方法

提出了一种基于二次有理Bézier曲线的多边形变形方法。该方法是基于向量插值的思想,采用满足模长单调变化的二次有理Bézier曲线来构造边向量的运动轨迹。该算法计算速度快,能够达到实时的要求,而且对于变形过程可以进行交互性设计。实验结果表明该算法产生的变形序列能很好地避免萎缩现象,变形效果自然。     

Homotopic Morphing of Planar Curves

This paper presents an algorithm for morphing between closed, planar piecewise‐C¹ curves. The morph is guaranteed to be a regular homotopy, meaning that pinching will not occur in the intermediate curves. The algorithm is based on a novel convex characterization of the space of regular closed curves and a suitable symmetric length‐deviation energy. The intermediate curves constructed by the morphing algorithm are guaranteed to be regular due to the convexity and feasibility of the problem. We show that our method compares favorably with standard curve morphing techniques, and that these methods sometimes fail to produce a regular homotopy, and as a result produce an undesirable morph. We explore several applications and extensions of our approach, including morphing networks of curves with simple connectivity, morphing of curves with different turning numbers with minimal pinching, convex combination of several curves, and homotopic morphing of b‐spline curves via their control polygon.     

保内部相似性的平面形状混合算法

为了在计算机动画中可以得到较好的图形过渡效果,提出了一保持平面多边形内部相似性的形状混合算法,从而有效地避免了中间多边形发生局部萎缩或者膨胀的现象.此方法从源和目标多边形的同构三角剖分出发,对同构三角网格每一个夹角处表示边角关系的几何量线性插值得到相对应的中间几何量,通过这些中间几何量以及它们与顶点坐标之间的关系来建立线性方程组,给定初始条件后用现成的程序库快速求解来得到中间三角网格(其边界即为中间多边形).还通过引入特征多边形来保持混合多边形的全局视觉特征.该算法计算量小、运行效率高,对形状复杂的多边形仍然可以得到满意的结果,适合于实际应用中实时的要求.