基于四面体坐标系的三维变形方法及应用

为了直观、精确地控制模型的形变,提出一种基于自定义四面体坐标系的三维变形计算方法.首先从几何上给出四面体坐标系的定义,阐述并证明了其关于几何变换的一些性质,使得拓扑变形易于实现,并可应用在三维变形技术中;然后描述了基于四面体坐标系的2种三维变形算法:嵌入式变形与基于特征的精确变形算法.通过多个变形实例结果证明,该方法能够有效地实现物体的变形以及物体间的渐变.     

计算机二维动画中一种快速动画变形方法的研究*

提出了一种针对于同构三角网格图形的快速插值方法。在三角网格中,每个三角形均用三角形的质心和三个顶点连线表示的向量来代替这个三角形,在插值每个三角形时均对这三个向量进行插值;然后将所有插值产生的三角形按照预先定义好的规则组合成中间的插值图形。该算法简单、计算速度快,能够达到实时的要求。实验结果表明,该算法能够得到令人满意的变形效果,可以避免中间图形的扭曲和变形,适用于计算机动画、几何造型、CAD等领域。     

Reconstruction of dynamic 3D scene based on visual hull and view morphing

In this paper, we propose a new method that processes multiple synchronized video sequences and generates 3D rendering of dynamic objects in the video. It exploits an efficient image‐based reconstruction scheme that constructs and shades 3D models of objects from silhouette images by combining image‐based visual hull and view morphing. The proposed hybrid method improves the speed and the quality of the previous visual hull sampling methods. We designed and implemented a system based on this method which is relatively low cost and does not require any special hardware or specific environment. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

3D动画技术在移动平台上的研究与实现

本文介绍了移动3D技术的发展,简要介绍了关键帧动画、变形动画、骨骼蒙皮动画三种动画的原理,详细分析了M3G平台上的动画实现原理和实现方法,并给出了M3G平台动画实现的一个例子。     

3D动画技术在移动平台上的研究与实现

本文介绍了移动3D技术的发展，简要介绍了关键帧动画、变形动画、骨骼蒙皮动画三种动画的原理，详细分析了M3G平台上的动画实现原理和实现方法，并给出了M3G平台动画实现的一个例子。     

Time-dependent 3D Data Sets Rendering: an Extension of the Morphing Technique

Morphing is one of the most well-used techniques for producing intermediate images which fill the gap between two stages of a displayed data set. Several 3D morphing methods have been developed for interpolating between synthetic data sets, but none have yet been devised for interpolating between scientific data sets. One of the morphing techniques used for such data sets in 2D is the segment warping algorithm. In this paper, we show that this technique can be extended to 3D data sets. The 3D morphing technique, which is composed of three modules (tweening, warping and dissolving) is first described and then applied to digital volumes (chromosomes at different stages of the cell mitosis) recorded by confocal microscopy. From the intermediate digital volumes created by this technique, movies are produced, which can help in the understanding of the dynamical behaviour of the 3D structure.     

可控制形状的多边形变形算法

提出了一种可控制形状的多边形变形算法。该方法在源和目标多边形上指定对应的特征点,通过特征点的位置变化来带动整个多边形变化。得到的中间多边形在特征点约束下保持原内在量相对关系的最小变化,有效去除了多余的形变。通过试验表明,该算法产生的变形序列能很好地避免萎缩、自交等不自然现象,取得了良好的变形效果。     

浅谈计算机三维动画的存在与发展

计算机三维动画是计算机技术不断发展的产物,它以无可比拟的感官感受和巨大的功能给影视行业、动画产业以及电子游戏行业带来了巨大的突破,给人们呈现了无与伦比的完美画面,是当今影视及游戏行业无可取代的重要技术,并在人们的生活领域不断延伸渗透,因此受到业内人士的高度重视。新行业的发展不可避免的会出现各种各样的难题,该文将围绕国内计算机三维动画产业的发展问题进行探讨。     

基于多摄像机的人脸三维建模

为了提高三维人脸建模的精确度,在双目立体视觉理论的基础上,提出了一种基于多台摄像机拍摄的人脸三维建模方法。该方法利用两组摄像机分别在不同的角度拍摄人脸,并采用双目立体视觉理论计算三维人脸信息,最后结合两组摄像机分别得到的三维人脸信息,进行坐标变换并重构三维人脸。该方法有效弥补了原来由两台摄像机拍摄人脸所得的三维信息的精确度较差的缺点,并具有一定的实用性。     

三维重建中的点云配准方法研究

对序列点云拼接实现三维场景重建的方法进行研究,在重建方法中引入体积空间映射方法,有效地去除了拼接结果中的重复点、并填补了空洞.提出了改进的ICP算法和体积空间融合算法相结合的三维重建方法.实验证明该方法能有效地提高拼接结果的精度.     

基于手绘输入理解的智能3D几何建模系统

近年来,图形学领域已经开发了大量的3D建模和可视化工具,但是这些工具的界面往往过于复杂,制约了设计人员的创造性工作,也进一步限制了这些工具为普遍用户所使用。事实上,理想的3D建模工具应该提供给用户以尽可能自然、简单的操作,例如基于电子笔的草图输入,而且随着移动设备的发展,也使之成为图形学中更有前景的研究方向。文章论述了当前支持手绘的建模技术的研究现状,并提出了一个更加智能化的多模块建模体系,突出了交互技术、智能理解和高质量的可视化输出技术的结合;而且针对手绘输入的不明确性,着重分析了图形数据的基于特性的语义描述,提出了智能的逻辑推理模型,并进一步描述了下一代融合自然输入、逻辑推理与虚拟显示于一体的智能图形建模系统的实现。预测了人工智能技术与CA D技术的结合将是未来图形学领域发展的主要方向之一。     

SVG的3D实现

针对SVG在3D图形的描述与绘制上存在局限性的问题,提出了一种SVG的3D实现方法;详细介绍了SVG的2D坐标系到3D坐标系的转换原理,给出了转换到3D坐标系后的SVG-3D图形的绘制与操控流程,并以在3D场景中绘制一个正立方体和圆球体为例,介绍了在HTML页面中采用JavaScript创建3D场景和绘制与操控这2个图形的实现。     

带不失真纹理映射的三维Morphing动画研究及实现

介绍了三维Morphing,编程实现了相同顶点数和拓扑结构的物体之间的Morphing,并采用一种带不失真纹理映射的船形曲面造型法,有效地消除了形变曲面的纹理映射的图像失真问题,最后给出了基于任意拓扑结构的物体间Morphing的方法。     

基于奇异值分解的抗几何攻击鲁棒性盲水印算法

现有的大多数基于奇异值分解的图像水印算法,对于宿主图像施加轻微扰动时其奇异值不会发生明显的改变,然而当宿主图像发生几何变换,例如旋转和缩放之后其奇异值也发生了相应的改变,所以现有的算法缺乏抵抗几何攻击的能力。最主要的原因是目前大部分奇异值分解的水印算法都是基于笛卡尔坐标系下的,而笛卡尔坐标系下宿主图像缺乏对旋转和缩放的不变性,这样就会使得水印的嵌入和检测失去同步。为了解决笛卡尔坐标系下水印不同步问题,文章提出了一种对数极坐标系下的使用SVD抗几何信号变换的图像水印算法。实验结果表明,该算法能有效抵抗旋转、缩放等几何变换处理,对于一些压缩、滤波等常规信号处理,也显示出较好的鲁棒性。     

《晶体结构基础》计算机三维动画教学软件的研制

介绍了《晶体结构基础》教学软件的内容、结构及其计算机三维动画的设计与制作。软件以一种全新的教学模式描述了晶体结构的基本概念和基础知识。     

基于Java 3D的医学图像三维重建系统

系统采用分层组件化的设计思想,在逻辑上分为三层:图像预处理层、图像分割层和用户界面层,实现了医学图像的二维标注与测量、三维体数据的分割、三维重建与交互功能。介绍了系统的体系结构和系统开发的主要技术方法。最后指出了系统的实用性和对医学研究方面的价值。     

一种基于位置关系判定的GPU 三维几何图元拾取方法

针对交互式图形应用对拾取在效率、适用范围和拾取信息方面的需求,提出一种 新的基于GPU 的三维几何图元拾取方法。在进行拾取绘制时关闭光栅化,将鼠标位置信息和图 元顶点坐标变换到规范化设备坐标系,通过在几何处理器中判断投影后的二维图元与鼠标或选 择框的位置关系进行命中判定,并利用变换反馈将拾取信息返回应用程序。在提出方法的基础 上,介绍了单体拾取和块拾取的OpenGL 实现。实验表明,该方法的单体拾取效率较基于GPU 的射线相交法有约10%的提升,同时能支持高效块拾取。     

3D Echocardiogram Reconstruction Employing a Flip Directional Texture Pyramid

Three dimensional (3D) echocardiogram enables cardiologists to visualize suspicious cardiac structures in detail. In recent years, this three-dimensional echocardiogram carries important clinical value in virtual surgical simulation. However, this 3D echocardiogram involves a trade-off difficulty between accuracy and efficient computation in clinical diagnosis. This paper presents a novel Flip Directional 3D Volume Reconstruction (FD-3DVR) method for the reconstruction of echocardiogram images. The proposed method consists of two main steps: multiplanar volumetric imaging and 3D volume reconstruction. In the creation of multiplanar volumetric imaging, two-dimensional (2D) image pixels are mapped into voxels of the volumetric grid. As the obtained slices are discontinuous, there are some missing voxels in the volume data. To restore the structural and textural information of 3D ultrasound volume, the proposed method creates a volume pyramid in parallel with the flip directional texture pyramid. Initially, the nearest neighbors of missing voxels in the multiplanar volumetric imaging are identified by 3D ANN (Approximate Nearest Neighbor) patch matching method. Furthermore, a flip directional texture pyramid is proposed and aggregated with distance in patch matching to find out the most similar neighbors. In the reconstruction step, structural and textural information obtained from different flip angle directions can reconstruct 3D volume well with the desired accuracy. Compared with existing 3D reconstruction methods, the proposed Flip Directional 3D Volume Reconstruction (FD-3DVR) method provides superior performance for the mean peak signal-to-noise ratio (40.538 for the proposed method I and 39.626 for the proposed method II). Experimental results performed on the cardiac datasets demonstrate the efficiency of the proposed method for the reconstruction of echocardiogram images.     

基于交互变形的树木三维建模研究

通过对树枝的交互变形处理,提供了一种能美化树木形状的三维建模方法。该方法由三部分组成：基于交互变形的树木三维表示模型、树枝的交互选择机制及对所选择树枝的变形处理。树枝变形分基本为形和综合变形两种,基本变表提供对树枝增删、伸缩、弯曲、旋转等简单变表操作;综合变形以基本变形为基础、以美学理论为准则对对木形状进行整体的美学控制。文中提供的方法既可与现有树木生长建模方法结合使用,也可独立运用,以达到对树木形状的建模和美化处理。