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.     

人脸图象渐变算法研究

随着多媒体技术和电影特技技术的提高,图象渐变技术得到了前所未有的发展.人脸图象的Morphing算法是近年来计算机视觉领域中兴起的一个研究热点.该文按照人脸模型的特征表达方法将人脸Morphing算法分为四大类,包括基于网格变形的Morphing算法,基于线段特征的域Morphing算法、基于点特征的Morphing算法和基于复杂特征的Morphing算法;综述了近年来出现的一些Morphing新算法,从实验的角度进行了算法讨论和比较,展望了未来的研究方向.     

基于View Morphing方法的中间视角视频合成

在虚拟现实、虚拟仿真、沉浸式远程视频会议等应用中,经常需要从已有的两幅图像合成中间任意视角的虚拟图像。该文主要研究了基于View Morphing方法的图像绘制技术,通过对View Morphing算法进行改进,以适应图像序列合成的需要。算法的基本思路是：首先采用改进的高斯混合模型进行背景和前景的分离,得到前景图像,然后利用基于多种约束的匹配方法匹配由前景图像的边缘轮廓点和Harris角点算子检测到的角点构成的特征点,再以匹配的特征点做为Delaunay三角形的顶点对前景图像进行建模,最后使用基于网格变形的方法合成虚拟视角的图像。     

迭代逼近坐标

广义重心坐标能把多边形内任意一点表示为其顶点的线性组合,因此广泛应用于计算机图形学等领域.本文用渐进逼近的思想计算广义重心坐标.给定多边形及其内一点,首先将多边形映射到以该点为圆心的单位圆上,依次连接映射到同一圆上的各边中点,形成新的圆内接多边形.然后构造以多边形相邻两个点为顶点,其余点的加权和为另一顶点的三角形,并在...     

多边形方向可视剖分技术

为实现简单多边形内的线燃烧轨迹计算,首先提出线视下方向可视的概念,指出8种可视的直线类型,并总结出7种桥结构模型。通过方向投影把多边形区域分成两个点可视区和两个方向可视区,利用主线和从线的遮挡关系来找桥头和桥尾以完成桥的构造,并实现多边形边界的方向可视剖分。其次,结合点可视剖分算法实现多边形的深度方向可视剖分,并进一步推导出多边形内任意点到任意线段的最短路径。最后,把该算法应用到多边形的线燃烧轨迹计算,取得良好的效果。     

硬件加速的渐进式多边形模型布尔运算

多边形模型的布尔运算中包含复杂的求交计算以及多边形重建过程,精度控制和处理效率是其中的关键.为了降低布尔运算复杂度,提出一种适合硬件加速的基于渐进式布尔运算的多层次细节网格模型生成方法.该方法采用分层深度图像来近似表示多边形实体的封闭边界,将多边形的求交计算简化为坐标轴平行的采样点的实体内外部判断;为了免去各层次细节模型的重复采样过程,渐进式地将边界采样点归并到低分辨率下的立方体中;运用特征保持的多边形重建算法将相同立方体内的边界采样点转换成多边形顶点,根据邻接关系生成网格模型.上述算法使用支持图形硬件加速的CUDA编程并行实现.实验结果表明了算法的可行性.     

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。     

柔性体点分布模型的时变插值算法

相对于刚体,柔性体的建模和分析比较复杂,点分布模型是目前最有效的柔性体建模方法之一。然而,在许多条件下,需要依据研究对象的时间变化特性构建多个即时模型或者任意时刻的点分布模型。针对这种情况提出一种插值算法,根据两个相邻的已知点分布模型生成某个中间时刻的过渡模型。以线性插值为例,可以在任意给定时刻生成一个插入模型的平均形状和特征表达。其中,平均形状可由前后相邻模型的线性组合计算得到,而特征表达则需要根据相应协方差矩阵的特征向量分析得到。经过了计算机仿真和实际图像验证,结果表明,这种模型插值技术具有良好的可行性和实用价值。     

基于网格与R-树空间索引的矢量线图任意简单多边形窗口裁剪算法

针对大规模矢量线与大量裁剪窗口同时出现的线裁剪算法存在的三个主要问题,减少线段求交次数、简化交点出入属性计算以及无交点矢量线的取舍,本文提出了一种基于双空间索引的大规模线图任意多边形裁剪算法。算法根据裁剪多边形的边分别建立R-树索引和均匀Cell索引,应用两种索引各自的优点大幅减少被裁剪线段与裁剪多边形上线段的求交次数。在此基础上,基于均匀网格索引,提出局部射线法,简化交点出入属性计算和无交点矢量线的取舍。本文在传统算法基础上提出三点改进:首先提出基于两种空间索引模型进行线段求交计算,保证算法在理论上具有较低的时间复杂度;其次,在射线法和网格索引基础上提出局部射线法,使得判断每个交点出入属性的时间复杂度为O(1)～ O(n~(1/2)),与参考文献中的算法相比,此方法的优点是避免判断多边形上顶点的方向;最后,算法中裁剪多边形可以是包含任意多个洞的任意简单多边形,克服传统算法中对裁剪多边形的特定约束条件。     

基于多尺度分层双线性池化网络的细粒度表情识别模型

人脸表情细微的类间差异和显著的类内变化增加了人脸表情识别难度。构建一个基于多尺度双线性池化神经网络的识别模型。设计3种不同尺度网络提取人脸表情全局特征,并引入分层双线性池化层,集成多个同一网络及不同网络的多尺度跨层双线性特征以捕获不同层级间的部分特征关系,从而增强模型对面部表情细微特征的表征及判别能力。同时,使用逐层反卷积融合多层特征信息,解决神经网络通过多层卷积层、池化层提取特征时丢失部分关键特征的问题。实验结果表明,该模型在FER2013和CK+公开数据集上的识别率分别为73.725%、98.28%,优于SLPM、CL、JNS等人脸表情识别模型。     

基于Delaunay三角网的任意多边形三角剖分算法研究

文章通过分析现有多边形三角剖分算法,给出一种基于Delaunay三角网的任意复杂多边形三角剖分的改进算法。算法首先忽略多边形顶点与边线间的逻辑关系,将其看做散乱顶点的集合,然后采用Delaunay三角化方法对点集进行合理剖分,再依据多边形顶点及边线间的逻辑关系,逐一将那些不合理的三角网剔除,最终重新组合出符合要求的三角网格。     

一种基于小波的多边形变形算法

文章提出了一种基于小波分解算法和相应的重构算法的变形方法。先用小波分解算法作用于平面多边形,得到平面多边形的轮廓和细节。然后分别对多边形的轮廓和细节进行变形,得到从初始图形变换到目标图形的中间图形的轮廓和细节。最后用重构算法重构出中间图形。该文算法可以处理任意顶点数的多边形,减少同构三角剖分的计算量,并且能够得到很好的变形结果。     

Optimality and competitiveness of exploring polygons by mobile robots

A mobile robot, represented by a point moving along a polygonal line in the plane, has to explore an unknown polygon and return to the starting point. The robot has a sensing area which can be a circle or a square centered at the robot. This area shifts while the robot moves inside the polygon, and at each point of its trajectory the robot “sees” (explores) all points for which the segment between the robot and the point is contained in the polygon and in the sensing area. We focus on two tasks: exploring the entire polygon and exploring only its boundary. We consider several scenarios: both shapes of the sensing area and the Manhattan and the Euclidean metrics.We focus on two quality benchmarks for exploration performance: optimality (the length of the trajectory of the robot is equal to that of the optimal robot knowing the polygon) and competitiveness (the length of the trajectory of the robot is at most a constant multiple of that of the optimal robot knowing the polygon). Most of our results concern rectilinear polygons. We show that optimal exploration is possible in only one scenario, that of exploring the boundary by a robot with square sensing area, starting at the boundary and using the Manhattan metric. For this case we give an optimal exploration algorithm, and in all other scenarios we prove impossibility of optimal exploration. For competitiveness the situation is more optimistic: we show a competitive exploration algorithm for rectilinear polygons whenever the sensing area is a square, for both tasks, regardless of the metric and of the starting point. Finally, we show a competitive exploration algorithm for arbitrary convex polygons, for both shapes of the sensing area, regardless of the metric and of the starting point.     

求解简单多边形间最小距离的一个线性时间算法

计算简单多边形间的最小距离,在所有与几何图形计算有关的领域中,一直以来都是一个基本问题。为了更快地求解简单多边形的最小距离,提出了一个基于关联多边形三角化分割的简单多边形间最小距离的求解算法。该算法的主要思想是:首先构造一个关联多边形把两个多边形联系起来,其目的是把最小距离限制在这个关联多边形内;然后根据两个多边形的最小边界矩形包围框间的不同位置关系,详细阐述了关联多边形的构造过程,同时论述了关联多边形是一个简单多边形。为了计算最小距离,首先要对关联多边形进行三角化分割,并使最小距离位于三角化分割结果中某一个三角形区域内,或者至多位于两个相邻三角形区域内;之后通过对所有三角形进行遍历来找出最小距离及其所在的位置。该算法的时间复杂度是线性的。     

Polygon Inflation for Animated Models: a Method for the Extrusion of Arbitrary Polygon Meshes

A method for the extrusion of arbitrary polygon meshes is introduced. This method can be applied to model a large class of complex 3-D closed surfaces. It consists of defining a (typically small) set of connected polygons in 3-D that form a skeleton of the final object, and assigning extrusion distances to all polygons. The two sides of a polygon may have different extrusion distances. An automatic extrusion algorithm constructs a closed 3-D polygon mesh around the skeleton, making use of the indicated extrusion distances. We call this process inflating the polygons of the skeleton. Unlike traditional extrusion, the method works for non-planar skeleton configurations, and it also supports branching skeleton structures (i.e. edges with more than two incident polygons). © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

求两个相交凸多边形并的凸包及交的算法

凸多边形交、并求解的难点在于如何维护结果多边形的顶点序列。利用坐标的极值将凸多边形分成几个段,利用凸壳顶点有序性,分段计算凸壳顶点而得到凸壳。两个相交的凸多边形P和Q,求P和Q并的凸壳通过计算它的4个单调段来进行。每个单调段的点是否是凸壳上的点只与2个凸多边形中的同一类型的单调段有关。该算法充分地利用了凸多边形顶点的有序性,使算法的时间复杂度达到最小。     

Über die Konstruktion von B-Spline-Kurven

The construction combines the advantages of Bézier representation with those ofB-splines. A simple algorithm calculates the Bézier polygon from nodes. Hence the wellknown algorithm of the Boor decomposes into two parts: the calculation of the B?ier polygons, independent of the curve points, and the calculation of the curve points, independent of the segmentation.     

计算多边形交集、并集面积的算法

平面多边形交集与并集面积的计算机算法可以利用多边形裁剪算法来实现。本文提出的算法思想是利用Weiler-Atherton多边形裁剪算法中的多边形链表,在遍历链表时遇到交点就改变跟踪方向,这样可以求出并集顶点表,求交集时只要从入点开始跟踪遇到交点再改变跟踪方向;最后,通过交集和并集表求出它们的面积。多边形可以是凸的或凹的、甚至是带孔的。     

判定凸多边形可碰撞的最优算法

设P与Q是平面内任意二互不相交的凸多边形,d为任一给定方向,本文研究P沿d以平移方式运动可否与Q碰撞的判定问题.文中定义了凸多边形顶点集上的偏序关系,给出了判定可碰撞性的新的充分必要条件,据此采用四分搜索方法构造了判定可碰撞的算法.在最坏情况下算法的复杂度为O(logn),在不计常数因子的情况下,这是最优的.     

带有给定切线多边形的C~2连续的C-B样条曲线

描述了一种与给定切线多边形相切的 C- B样条曲线的算法 .在算法中 ,所有的 C- B样条曲线的控制点可以通过对切线多边形的顶点简单计算产生 .所构造的曲线对切线多边形具有保形性 ,曲线可以局部修改 .最后给出了三个算例 .