凸多边形域上的参数曲面自由变形

为了获得丰富的曲面造型效果,构造了一种兼具单峰性和区域峰值性,支撑区域为任意凸多边形域的伸缩因子.首先引入基于凸多边形域的伸缩因子;然后构造了空间变形矩阵;最后将上述变形矩阵作用于待变形曲面的方程上,获得相应的变形效果.数值实例结果表明,通过调控支撑区域、峰值区域、变形中心、主方向、伸缩参数和光滑参数,可以灵活地对曲面变形;该方法不仅计算简单、易于控制,还能精确地控制变形的范围,迭加使用可以得到丰富的变形效果.     

基于伸缩因子的代数曲线曲面变形方法

提出了一种基于伸缩因子的代数曲线曲面变形方法。首先构造了一种用于代数曲线曲面变形的伸缩因子,然后将所构造的伸缩因子分别作用于待变形的代数曲线与曲面,通过改变伸缩因子各参数的取值实现对代数曲线曲面的变形。实例表明,该方法操作方便,易于控制,可获得丰富的变形效果,是一种简单有效的代数曲线曲面变形方法。     

带平台伸缩函数的参数曲线变形

目的 随着科学技术的快速发展,曲线的几何造型技术开始成为近来的热点研究方向.为了获得更多的变形效果,面向2维、3维参数曲线和自由曲线变形,提出一种带平台伸缩函数的变形方法。方法 有别于现有的大多数自由变形算法,首先构造了一种形式简洁的多项式形式伸缩函数;其次借助于伸缩函数,构造了含有伸缩参数与光滑参数的新型伸缩因子,算法表明,这种新型伸缩因子具有单点峰值性、区间峰值性、对称性等优良性质;最后将伸缩因子所构造变形矩阵作用于待变形的曲线,通过控制变形区间、伸缩参数、光滑参数以及变形方向,可以获得整体的、局部的、周期的、伸缩的等各类丰富的图形效果。结果 此变形操作对造型系统中的主流参数曲线(Bézier和NURBS)具有封闭性;通过大量数值实例表明了该方法计算量小,可控性强,重复使用可以得到形状多样、具有艺术效果的轮廓线等效果。结论 与其他方法相比,本文算法不仅可以用于一般的平面与空间参数曲线,也可以用于自由型曲线,扩大了多数自由变形算法的适用范围;由于伸缩函数具备单点峰值性、区间峰值性、对称性等性质,从而能够产生以前变形方法无法产生各类角点、尖点的特殊曲线,在一定程度上极大丰富了曲线的变形效果。     

参数曲面四边域上控制变形的伸缩因子与实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了四边形区域上的伸缩因子函数,它不仅具有已往文献所引入的伸缩因子的特性,还可以在区域上达到峰值,从而克服现有的伸缩因子仅在一点达到峰值的不足,变形区域也由圆形域变为四边形区域.使用四边形区域上的伸缩因子函数去作用待变形曲面的参数方程,从而使曲面在四边形区域上发生形变,并且可通过交互改变控制参数来控制所曲面变形的形状,使其能够更好的表示一些实体的外型.最后,实验结果表明,该方法的数学比较背景简单、各个参数容易控制、重复使用该因子作用于变形曲面,可获得丰富的变形效果.该伸缩因子可应用于几何造型、计算机图形学、计算机动画以及CAD/CAM等众多领域.     

具有区间峰值的曲面伸缩因子及其实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了一种新的伸缩因子函数,它不仅具有以往文献所引入的伸缩因子的特性,还可以在区域上达到峰值,从而克服现有的伸缩因子仅在一点达到峰值的不足。使用新的伸缩因子去作用待变形的曲面方程,从而使曲面发生形变,通过交互改变控制参数来控制曲面的形状,使其能够更好地表示一些实体的外型。实验表明,该方法数学背景简单,易于控制,重复使用可获得丰富的变形效果。适用于几何造型、计算机动画、CAD/CAM等领域。     

参数曲面多边形区域上变形的伸缩因子与实验

为了改进参数曲面自由变形方法,构造了凸多边形域上的伸缩因子函数,它具有已往文献所引入的伸缩因子的特性。可使用新的伸缩因子去作用待变形曲面的参数方程,从而使曲面发生形变。可通过交互改变控制参数来控制曲面的形状,使其能够更好地表示一些不规则实体的外型。实验表明,该方法的数学背景简单、易于控制、重复使用可以达到获得丰富变形效果的目的。可用于几何造型、计算机动画以及CAD/CAM等领域。     

基于伸缩因子的参数曲线自由变形

提出一种新的参数曲线自由变形方法：构造出特殊的伸缩因子函数，以此去作用（伸缩）待变形曲线方程，从而使曲线发生形变，通过交互改变控制参数，可达到预期的变形效果，实验表明，该方法数学背景简单，易于控制，重复使用可获得丰富的变形效果，适用于几何造型，计算机动画等领域。     

一种基于矢量伸缩函数的参数曲面插值变形方法

为了对参数曲面进行精确变形,可通过构造特殊矢量伸缩函数来实现参数曲面的捕值变形.变形时,先在曲面选取变形辅助点,并利用这些辅助点构造矢量伸缩甬数;然后基于矢量叠加原理用此伸缩矢量函数去作用曲面,使曲面发生变形且变形后通过给定的插值点.插值变形结果表明,此方法不仅能够精确控制变形范围,而且在变形与未变形部分之间具有C2连续性.     

基于伸缩因子的 toric-Bézier 曲线自由变形

为了得到理想的几何变形效果,将伸缩因子和 toric 退化理论作用到 toric-Bézier 曲线上,最终实 现曲线的自由变形。首先给定提升函数构造出带参数 t 的权因子集,从而得到带参数 t 的 toric-Bézier 曲线;然后 选取变形中心、变形区间以及变形区间边界光滑度,根据控制函数 f (t)的选取原则选取适当的控制函数,确定伸 缩因子进而构造出变形矩阵,再将其作用到上述带参数 t 的 toric-Bézier 曲线上;最后,当 t 趋于无穷大时,得到 目标曲线,实现 toric-Bézier 曲线的自由变形,通过交互改变控制参数,可达到预期的变形效果,并可给出 toric-Bézier 曲线的变形动画演示。实验表明,该技术计算简单、易于控制,可兼顾整体与局部对曲线进行自由变 形,具有可调性和预见性,叠加使用可得到丰富的变形动画效果,适用于几何造型和计算机动画等领域。     

基于曲线和曲面控制的多边形物体变形反走样

基于参数曲线和曲面控制的空间变形是重要的几何外形编辑和柔性物体动画实现手段．当这两类变形方法的对象是多边形物体时,如何对变形物体进行重采样以得到高质量结果,是计算机动画和几何造型领域中的一个重要问题．该文针对B-样条曲线和曲面控制的空间变形方法,提出了面向多边形物体的空间变形反走样方法．在该方法中,利用等距技术将B-样条曲线或曲面所张成的变形空间近似表示为张量积B-样条参数体,结合作者提出的多边形物体精确B-样条自由变形方法,实现了参数曲线和曲面控制的多边形物体变形反走样．     

Shape Modification and Deformation of Parametric Surfaces

A new method for shape modification or deformation of all kinds of parametric surfaces is presented. Instead of using any control mesh and designing any auxiliary tools for modification or deformation, this method only needs to multiply the equation of the original surface by several shape operator matrixes so that deformation effects are achieved. Due to introducing interactive control parameters with different properties those parameters can be changed to get more ideal effects of deformation or shape modification. The core of the method is that so-called cosine extension function is proposed by which the shape operator matrix can be created. Experiment shows that the method is simple, intuitive and easy to control, and diversified local deformations or shape modifications can easily be made via small and random variations of interactive control parameters.     

Deformation similarity measurement in quasi-conformal shape space

This paper presents a novel approach based on the shape space concept to classify deformations of 3D models. A new quasi-conformal metric is introduced which measures the curvature changes at each vertex of each pose during the deformation. The shapes with similar deformation patterns follow a similar deformation curve in shape space. Energy functional of the deformation curve is minimized to calculate the geodesic curve connecting two shapes on the shape space manifold. The geodesic distance illustrates the similarity between two shapes, which is used to compute the similarity between the deformations. We applied our method to classify the left ventricle deformations of myopathic and control subjects, and the sensitivity and specificity of our method were 88.8% and 85.7%, which are higher than other methods based on the left ventricle cavity, which shows our method can quantify the similarity and disparity of the left ventricle motion well.     

基于Metaball的曲面约束变形模型及应用

结合曲面变形技术和Metaball原理,提出了基于Metaball的曲面约束变形模型,将Metaball的势函数表达曲面变形的约束,用它去作用于待变形曲面,通过调整Metaball势函数的约束中心、作用半径、偏移等参数控制曲面的预期变形效果,利用骨架卷积获得平坦光滑的曲面.讨论了约束关系、单个约束的影响、控制约束的相互影响等问题,并举例说明了这个模型的机理和应用.     

The effect of tendons on foot skin deformation

Anatomical human models are usually divided into layers including skin, muscle and skeleton. In spite of the realistic animation of the models that can be achieved, and the realistic appearance of the model determined by the underlying muscles and skeleton, the role of tendons in determining the deformation of skin surface has not been well addressed.This paper presents an approach for modeling human foot tendons and determines their influence on the skin layer deformation. Our goal is to model deformation of the tendons such that a realistic foot simulation can be obtained. An anatomical foot model including skin, muscle, tendon and skeleton layers is adopted. The appearance of the skin layer is determined based on the underlying layers. To allow interactive deformation of the tendon models, the axial deformation technique is adopted. Given the position of the foot and the basis function, the position of the data points that control the axial curve is updated. To allow more accurate computation of the data point positions, a method that estimates the basis function based on real data obtained from foot images is also presented. Experimental results showed that the axial deformation technique can model deformation of the foot tendons with satisfactory visual realism. With the tendon deformation, the visual realism on the skin deformation is also enhanced.