基于小波变换的三维网格数字水印技术研究

大部分三维数字水印算法更多地关注水印的鲁棒性而忽视了三维模型的视觉效果。为了解决这一问题,提出了一种基于小波变换的三维网格数字水印新算法,该算法以典型的三角网格模型作为水印载体。提取三维模型中的显著区域,并将三维模型进行旋转归一化处理,以此保证对三维模型平移、缩放或旋转攻击都有很强的鲁棒性;将三维模型转化到球面坐标下并进行小波变换,在低频和高频系数下嵌入水印;经过小波逆变换得到嵌入水印后的三维模型,实验结果表明提出的算法既对多类攻击方式具有鲁棒性,又保持了三维模型的视觉效果。     

三维极半径矩及其在三维模型检索中的应用

提出一种用于三维数据模型检索的三维极半径矩.证明这种矩具有平移、缩放和旋转的不变性.给出18个不变矩表达式,可用于三维模型的比较和识别.实验验证特征向量的不变性.并且,基于这种三维极半径矩的识别算法具有较好的识别率.     

累进三维模型相似匹配算法

提出了一种构造三维模型特征二叉树的算法,并根据特征二叉树匹配来获得三维模型的相似程度,特征二叉树与二维模型坐标系统系旋转和平移无关,且适合于三维模型累进牵引匹配,实验结果表明,文中算法能较好地匹配三维模型的相似性。     

非玩家角色瞄准算法的设计与实现

为了解决在三维游戏开发的过程中非玩家角色NPC(non-player-controlled character)精确瞄准问题,提出了一种智能旋转与命中判断的瞄准算法.给出了该瞄准算法中智能旋转和精确定位关键技术的详细描述,并结合非玩家角色坦克在三维游戏中的实际应用进行了相应的分析.实验结果表明了该瞄准算法的准确性、可行性和有效性,该算法能够在一定程度上提高游戏整体的运行效率.     

一种三维模型形状检索描述符

为了解决基于关键字的搜索方式不能准确查找三维模型的问题,对三角网格形式的三维模型提出一种基于内容的模型搜索算法.首先将模型中的三角网格再次划分,增加形状函数的维度,定义了一种新的三维模型形状函数,以提高形状函数的准确性;然后确定三维模型的极轴,将三维模型绕任意轴的旋转转换为绕极轴旋转,增强了球面调和方法提取的形状描述符旋转不变性;最后根据形状描述符之间的欧氏距离来度量三维模型的相似程度.实验结果表明,该算法适用于基于内容的三维模型搜索,并且在准确性和时效性方面都令人满意.     

一种基于球面调和分析的三维模型检索算法

提取关于坐标旋转不变的特征描述符以及提高特征描述符对噪声的鲁棒性是基于内容三维模型检索技术中有待进一步研究解决的问题之一。将三维模型表面离散成三维点数据,然后使用球面调和方法对得到的点数据进行调和分析得到三维模型旋转不变的特征向量,并且能够增加算法对模型表面噪声的鲁棒性提高检索准确度。实验证明该算法在检索准确度和对噪声的鲁棒性上都有所提高。     

基于群论的柏拉图立体着色方案三维模型构造

提出用柏拉图立体的空间旋转群来完成柏拉图立体着色方案三维模型构造的思想,解决与对称性直接相关的着色方案三维模型的构造问题;提出一种柏拉图立体旋转群群元新的分类方法;提出群元抽象对称性、局部色数和饱和色数3个新概念;提出对抽象对象进行抽象着色方案的构造,然后再将抽象着色方案映射到具体的轮换上,最后映射到三维模型空间去的构造方法,设计了实现该方法的算法,并用Visual C++6.0和Direct 3D实现了算法及三维模型可视化.软件运行结果验证了所提出的方法及算法的正确性.     

三维几何模型数字水印综述

主要对近些年来在三维几何模型数字水印研究方面的算法进行了总结.首先给出了三维几何模型数字水印的一些基本概念,进而对三维水印在空域和变换域的典型算法进行了介绍,最后对三维几何模型的难点和发展前景进行了总结和展望.     

基于OpenGL视点坐标系的三维场景旋转算法

论文基于OpenGL视点坐标系与世界坐标系的相互对应关系,建立以视点系参考点为中心的球坐标,提出一种新的三维场景旋转算法模型,该模型几何意义非常明确,在拖动过程中可随时调整灵敏度,在同等旋转条件下三维变化导矢保持恒定,操作方便易行,为人机三维旋转操作提供了新的有效途径。     

若干细粒度三维交互算法的实现

在三维软件中涉及到大量三维交互操作,尤其是三维编辑软件中.三维交互的好坏直接影响用户的操作感.给出一种三维交互算法,此算法可以沿物体自身坐标系的原点所在的面、坐标面、三个坐标轴拖动物体和绕坐标轴旋转这个物体.算法操作感觉良好,实现了在拖动的过程中物体紧跟随鼠标的效果.     

可控的三维Morphing

提出了一种基于距离场插值的三维Morphing算法.该方法通过解析距离场来实现三维Morphing,使过渡形体的光滑性不依赖于原模型的离散剖分精度.同时,给出了基于约束点对和变形控制体的交互形状过渡算法,用户可由此直观而方便地对变形过程实施有效的控制.多个变形实例证明,该算法能够方便地实现两个任意定向流形模型间的可控三维Morphing.     

基于3D Widgets三维交互快速拾取算法研究

为解决图形、图像在三维交互及深度[10]信息处理过程中所存在的问题,提出了一种以3D Widgets为核心的三维交互框架,并研究了三维交互拾取的多种算法。基于3D Widget[4]的拾取技术能提供给用户交互旋转和交互拾取的功能。实验结果表明,该算法与已有的算法相比,将这些算法其应用在手术模拟三维交互系统中,可以提高用户使用的直观性,还有益于以后的功能扩展。为后续的交互过程奠定基础。本文的创新之处正是在此理论的基础上,将其应用在三维交互中具有重要的价值和意义。     

局部颜色模型的交互式Graph-Cut分割算法

由于目前大多数交互式Graph-Cut分割算法很难达到精确分割且实时交互的效果.对此,提出一种基于局部颜色模型的改进算法.该算法利用Mean-Shift预分割,建立基于局部颜色模型的交互式分割框架,并将像素级的Graph-Cut算法转化为基于区域的算法进行快速求解.预分割之后的区域保持了原有图像的结构,不仅提高了采用局部颜色模型估计分布的准确性,而且基于区域Graph-Cut的算法明显降低了计算的复杂度.实验结果表明,改进后的算法不仅保证了分割的精确性,而且还达到了实时交互.     

基于Web的虚拟设计中VRML实时模型的可交互处理方法

提出一种基于Web的虚拟设计系统的基本结构,对其中在Web页面上展示产品的VRML模型提出了一种可实时交互的处理方法,包括对VRML模型的可交互操作进行预定义、预定义的节点信息和数据库之间的逻辑关系以及根据预定义信息对VRML模型文件进行自动处理的相关算法,最后在系统原型中具体实现了该方法。     

Interactive 3D model acquisition and tracking of building block structures

We present a prototype system for interactive construction and modification of 3D physical models using building blocks. Our system uses a depth sensing camera and a novel algorithm for acquiring and tracking the physical models. The algorithm, Lattice-First, is based on the fact that building block structures can be arranged in a 3D point lattice where the smallest block unit is a basis in which to derive all the pieces of the model. The algorithm also makes it possible for users to interact naturally with the physical model as it is acquired, using their bare hands to add and remove pieces. We present the details of our algorithm, along with examples of the models we can acquire using the interactive system. We also show the results of an experiment where participants modify a block structure in the absence of visual feedback. Finally, we discuss two proof-of-concept applications: a collaborative guided assembly system where one user is interactively guided to build a structure based on another user's design, and a game where the player must build a structure that matches an on-screen silhouette.     

一种针对复杂曲面的快速自由交互拾取算法

三维模型的交互拾取作为最直观的人机交互方式,在各个领域都有广泛地应用,如几何建模、 3D 游戏和有限元分析等。针对目前含有复杂曲面模型的拾取效率和拾取自由度低等问题,提出了一种对复杂 曲面的快速自由交互拾取算法。首先采用一种类似画刷的工具,对画刷在屏幕中移动的路径进行离散,接着对 每一个离散点应用基于 BVH 结构的单点拾取法来拾取复杂曲面,然后用 2 个哈希结构降低算法的响应时间, 最后对该算法进行了验证。     

基于多近似模型的交互式遗传算法

人的疲劳向题是交互式遗传算法的核心问题,它制约了交互式遗传算法在复杂优化问题中的应用.为了解决该问题,本文提出基于多近似模型的交互式遗传算法.该算法首先将搜索空间划分,然后利用传统交互式遗传算法得到的数据,在不同子空间生成不同的近似模型,最后采用该模型近似人对进化个体的评价,从而减少人评价的数量,有效解决人的疲劳问题.算法性能分析及在服装进化设计系统中的应用验证了其有效性.     

Generalization in interactive networks: the benefits of inhibitory competition and Hebbian learning

Computational models in cognitive neuroscience should ideally use biological properties and powerful computational principles to produce behavior consistent with psychological findings. Error-driven backpropagation is computationally powerful and has proven useful for modeling a range of psychological data but is not biologically plausible. Several approaches to implementing backpropagation in a biologically plausible fashion converge on the idea of using bidirectional activation propagation in interactive networks to convey error signals. This article demonstrates two main points about these error-driven interactive networks: (1) they generalize poorly due to attractor dynamics that interfere with the network's ability to produce novel combinatorial representations systematically in response to novel inputs, and (2) this generalization problem can be remedied by adding two widely used mechanistic principles, inhibitory competition and Hebbian learning, that can be independently motivated for a variety of biological, psychological, and computational reasons. Simulations using the Leabra algorithm, which combines the generalized recirculation (GeneRec), biologically plausible, error-driven learning algorithm with inhibitory competition and Hebbian learning, show that these mechanisms can result in good generalization in interactive networks. These results support the general conclusion that cognitive neuroscience models that incorporate the core mechanistic principles of interactivity, inhibitory competition, and error-driven and Hebbian learning satisfy a wider range of biological, psychological, and computational constraints than models employing a subset of these principles.     

面向虚拟装配的VRML模型优化重构

对基于Web的虚拟装配中VRML模型优化重构进行了研究.提出了虚拟装配环境中的五层结构信息模型;在此基础上,分析VRML模型的语法结构和语法解析过程,建立了节点重构算法和优化处理算法;实现了VRML模型组织结构和信息描述的优化重构,很好地满足了虚拟装配快速设计与分析的需求.开发了基于Web的交互式虚拟装配原型系统,验证了模型优化重构算法的可行性.     

一种新的基于顶点聚类的网格简化算法

在计算机图形学中,经常采用多边形网格来描述物体模型.由于绘制时间和存储量 与多边形的数量成正比,过于庞大的物体网格模型通常是不实用的.模型简化在计算机动画、 虚拟现实和交互式可视化等计算机图形应用领域有着广阔的应用前景.为此提出一种新的基 于顶点聚类的网格简化算法.该算法利用八叉树对网格进行自适应划分,给出了一种基于点 到平面距离的有效的误差控制方法,并能在用户指定的误差范围内通过使原始网格中的顶点 聚类达到大量简化的目的.该算法实现简单,速度快且能很好地保持边界特征.给出的一组图 例说明了该算法的有效性.