基于图像建模技术研究综述与展望

基于图像建模技术是计算机图形学和计算机视觉领域共同关心的重要问题．文中侧重从计算机图形学的研究角度对基于图像建模技术进行了综述,介绍了近年来提出的典型的基于图像建模方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理并加以分析比较,最后对基于图像建模技术的未来研究给出了一些建议。     

3D树木建模技术研究进展

3D树木建模一直都是计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实等领域最具有挑战性的研究方向之一,国外学者在该领域做了大量研究工作,但3D树木建模综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素。侧重从计算机视觉的角度,将当前国内外经典的3D树木建模方法分为基于图像,基于规则和基于草图等三类,并跟踪了最新的3D树木建模技术进展,对他们的成果进行了深入剖析,重点阐述3D树木建模关键技术。最后,分析和比较了几种主要的3D树木建模技术,提出轻量化3D树木建模技术是今后虚拟场景中的交互应用的发展趋势。此外,根据当前研究的难点提出了基于单张图像的轻量化混合建模的研究思路。     

基于虚拟场景中的变形视图融合技术

在虚拟环境中,传统上是采用计算机图形学原理建模来绘制虚拟场景.近几年,出现的基于图像的绘制技术与传统的几何绘制技术完全不同,是一种通过实景拍摄的图像来表示虚拟场景的技术.在图像获取与图像绘制过程中,图像变形是一基本的问题.为了保持场景中物体的形状信息,该文就相邻两幅变形图像所对的关系、几何变形校正、变形图像拼接及视图变形技术等问题进行分析,讨论变形图像融合方法及相关内容.     

虚拟场景建模关键技术研究

虚拟场景建模技术是虚拟现实技术的基础和核心。目前虚拟场景建模技术主要有三种类型：基于三维几何图形绘制技术、基于图像的绘制技术和基于几何图形混合图像加速的绘制技术。基于图像的绘制技术是计算机图形学的一个研究热点。     

基于未标定图像序列的三维重构

基于未标定图像序列恢复物体的结构．在计算机视觉等领域有广泛的应用前景。利用摄像机从不同角度得到的同一场景的图像序列,根据序列图像的内在几何关系来估计相机的外参数．从而确定摄像机的方位．以有效地恢复场景的三维模型。实验结果表明,该算法能够较为逼真地重建三维场景。     

深度学习在基于单幅图像的物体三维重建中的应用

基于单幅图像的物体三维重建是计算机视觉领域的一个重要问题，近几十年来得到了广泛的关注.随着深度学习的不断发展，近年来基于单幅图像的物体三维重建取得了显著进展.本文对深度学习在基于单幅图像的物体三维重建领域的研究进展及具体应用进行了综述.首先介绍了基于单幅图像的三维重建的研究背景及其传统方法的研究现状，其次简要介绍了深度学习并详细综述了深度学习在基于单幅图像的物体三维重建中的应用，随后简要概述了三维物体重建的常用公共数据集，最后进行了分析与总结，指出了目前存在的问题及未来的研究方向.     

基于互联网图像集的室外场景建模技术综述

目前在互联网上有海量的室外场景照片,它们不仅内容覆盖面广,对同一场景有大量不同视点和光照条件下的采样,而且获取成本很低.如何利用这些照片中包含的丰富场景信息,快速、方便地构造各种逼真的虚拟场景,是互联网迅猛发展给虚拟现实、计算机图形学和计算机视觉带来的新的研究课题之一.文中分析、总结了近年来国内外互联网图像的真实场景几何建模、自然光照建模和材质反射属性建模的最新研究进展,并对其未来的发展趋势提出了一些看法.     

增强现实中三维跟踪注册技术概述

三维跟踪注册技术是增强现实领域中的重要关键技术，通过对现实场景中的图像或物体进行跟踪与定位，将虚拟物体按照正确的空间透视关系叠加到真实场景当中。综述了增强现实中的三维跟踪注册技术（基于计算机视觉的跟踪注册技术、基于硬件传感器的跟踪注册技术以及混合跟踪注册技术），详细阐述了不同跟踪注册技术的优势与不足，并介绍了不同跟踪注册技术的当前应用现状，随后探讨了跟踪注册技术的发展趋势与存在的难题，对三维跟踪注册技术的进一步研究进行了展望。     

基于多结点样条插值的几何造型修补方法

针对历史文物几何建模中的问题,提出了一种基于多结点样条的几何建模修补方法.利用多结点样条插值的局部插值显式特性,对立体视觉摄像系统基于图像的几何建模中形成的＂空洞＂,可通过多结点样条插值算法将＂空洞＂填补起来,对有破损的陶器类文物的几何建模也可通过多结点样条插值算法进行修补.     

基于CV／CAD的三维物体几何建模

在虚拟现实等技术领域中,都涉及到由现实世界中的实际景物建立对应的计算机描述的虚拟景物的问题,为此提出了利用计算机视觉与CAD几何建模技术相结合的三维珠体建模途径,首先通过编码光栅方法获取三维物体的深度图象,并采用数学形态学的方法加以分割,然后利用代数曲面拟合手段对分割后的三维曲面片进行重建,并使用CAD几何建模工具由重建的曲面片构成物体的几何模型,该文给出了初步的实验结果,证明所提出的技术途径基本可行。     

语义驱动的三维模型生成综述

三维建模是计算机图形学与计算机视觉领域研究的热门课题。近年来,语义驱动的三维模型生成技术因其具有智能化、多样化和创意化等特点,逐渐得到研究者的重视。对语义驱动三维模型生成技术的研究现状进行全面总结与归纳,阐述其技术框架。在此基础上,对已有研究成果进行比较分析,突出取得的研究进展以及存在的问题。最后指出值得进一步探索的方向。     

A shape synthesizer

The article discusses a new shape synthesizer that fosters creative 3D modeling of shapes difficult to develop without a computer. It builds on principles from sound synthesis, mapping them directly into 3D geometry. The article focuses on creative and expressive modeling and development rather than faithfully representing manufacturing processes. The modeling environment lets a designer interactively develop and refine models based on aesthetic judgement applied during the modeling process     

基于Creator的无人飞行器三维建模和优化技术研究

随着计算机技术、信息技术的快速发展,三维可视化技术已广泛应用于无人飞行器可视化仿真领域.Creator软件是视景仿真业界普遍使用的实时可视化三维建模软件,软件提供了强大的建模功能,能够实现动态系统建模和仿真.本文着重讨论了应用三维建模软件Multigen Creator建立如无人飞行器、发射车、场景地形等三维模型的具体应用,并对三维模型进行了优化和仿真.实践表明,通过使用减少冗余面、实例化、贴图映射技术能够很好地优化模型,使三维模型逼真性和实时性俱佳.     

三维人脸建模与应用

三维建模是计算机视觉和计算机图形学领域中一个基本的问题，人脸借助其特有的普遍性和易用性成为众多先进三维建模算法的实验平台。但是由于人脸的复杂性、易变性，建立逼真的三维人脸模型成为众多研究者挑战的课题。本文分析了三维人脸建模的研究内容和研究难点，总结了1990年以来出现的最新方法和进展，从三维数据的获取、标准三维人脸建模、特定三维人脸建模及应用等三维建模的几个主要环节进行了分类综述，重点介绍了一些主要算法的基本思路和最新进展，并对该领域的研究热点和方向作了较为详细的分析。     

基于网络的矿山三维巷道建模方法研究

针对现有巷道三维模型的构建多是基于单机的建模方法,存在网络环境下模型共享困难的问题,研究了一种基于网络三维图形技术的巷道建模实现方法。该方法通过巷道底板中线等特征线和断面参数,经过三维坐标转换得到断面三维线,采用分段建模算法快速建立三角形条带巷道三维模型;采用在网页中嵌入HOOPS 3D流控件和三维模型的HSF流文件实现巷道三维模型的网络发布,并借助网络三维图形技术实现了通过浏览器对大规模巷道三维模型的访问和交互。     

大规模室外图像3维重建技术研究进展

基于图像的3维重建旨在从一组2维多视角图像中精确地恢复真实场景的几何形状,是计算机视觉和摄影测量中基础且活跃的研究课题,具有重要的理论研究意义和应用价值,在智慧城市、虚拟旅游、数字遗产保护、数字地图和导航等领域有着广泛应用。随着图像采集系统（智能手机、消费级数码相机和民用无人机等）的普及和互联网的高速发展,通过搜索引擎可以获取大量关于某个室外场景的互联网图像。利用这些图像进行高效鲁棒准确的3维重建,为用户提供真实感知和沉浸式体验已经成为研究热点,引发了学术界和产业界的广泛关注,涌现了多种方法。深度学习的出现为大规模室外图像的3维重建提供了新的契机。首先阐述大规模室外图像3维重建的基本串行过程,包括图像检索、图像特征点匹配、运动恢复结构和多视图立体。然后从传统方法和基于深度学习的方法两个角度,分别系统全面地回顾大规模室外图像3维重建技术在各重建子过程中的发展和应用,总结各子过程中适用于大规模室外场景的数据集和评价指标。最后介绍现有主流的开源和商业3维重建系统以及国内相关产业的发展现状。     

人体几何建模方法综述

人体建模是计算机图形学与计算机视觉领域的重要研究课题,而人体几何建模则是人体建模的基础。人体几何建模技术发展至今,已经出现了大量的实现方法。回顾和总结了人体几何建模领域一些最新的研究成果,将其分为直接建模方法、2D图片识别方法、模板匹配方法、统计综合建模4大类,并且对人体几何建模方法的未来发展趋势进行了展望。     

计算机动画中人体建模与皮肤变形技术的研究现状与展望

人体动画制作技术是计算机动画领域内的研究热点和难点。在制作真实感人体动画时,除了有真实的人体运动和灵活的运动控制方法外,还需要有逼真的人体造型和皮肤变形效果。为了使计算机动画研究领域的研究人员对当前各种人体建模与皮肤变形技术有较全面的了解,对计算机动画中的真实感人体建模与皮肤变形技术进行了较为全面的阐述,将现有的方法分为三大类:基于面模型的方法、基于体模型的方法和基于层次式模型的方法,并分析和比较了这些方法的优缺点。在回顾了现有的人体建模与变形技术的基础上指出,3维扫描技术的发展使人体建模和皮肤变形的研究面临新的契机。如何充分利用基于扫描技术建模的优点,并结合层次式建模与变形方法的灵活性的特点,创作出高度真实感的人体皮肤模型及其变形效果,是未来研究的重要方向。     

Facial configuration and BMI based personalized face and upper body modeling for customer-oriented wearable product design

To realize truly customer-oriented wearable products, individual users’ unique characteristics and features should be properly captured and represented. This research focuses on an efficient methodology to generate low polygonal virtual human face models, which overcome the limitation of existing high polygonal models. To determine individuals’ characteristics in the conceptual design stage of wearable products, a computerized and personalized 3D face model should be efficiently generated and be able to interact with wearable products. This research formulates a computerized 3D face via a 3D feature-based transformation. The developed algorithm is able to concisely and efficiently create a 3D face by using frontal and lateral pictures of users. The performance of this algorithm is well adapted both to typical PCs and to mobile devices. The generated virtual face models can serve as communication media in a multi-device based collaborative design environment. Through experiments, the validity of the proposed modeling method is considerably acceptable with respect to the quality of the similarity between 3D faces and individual pictures. Finally, this paper discusses how the developed personalized face modeling can be successfully utilized for customer-oriented wearable product design by showing compatible matching of a hairstyle product as a user study.     

基于分形的三维树木形态模型

树木三维模型在农林业和娱乐、教育、商业等非农林业领域有着广泛的应用，但现有树木建模方法缺乏通用性：针对不同的对象需要建立不同的模型。运用递归调用分形自相似结构的方法构造了树木的三维模型。通过使用分枝结构随机抖动与双缓冲技术，兼顾了模型真实感与实现速度的问题。结果表明，该方法具有良好的通用性，简洁高效，能生成逼真的树木图形。