一种新的运动捕获数据转换方法

传统数据转换方法在计算骨骼关节点旋转信息时,会降低旋转信息的精确度。为此,提出一种新的运动捕获数据转换方法。以树型结构建立人体骨骼模型,根据关节点自身在骨架中的结构关系,通过构造分解法求解关节点的三自由度旋转信息,利用该信息驱动人体骨骼模型。实验结果验证该方法的有效性。     

基于旋转模型的植物叶子卷曲变形模拟

为实现植物叶子卷曲变形实时仿真,提出了一种基于叶脉骨架的旋转模型。基于叶片图像构建叶子的三维模型,并利用轮廓中轴提取算法生成叶子主脉,由主脉节点自动分生二级叶脉。在此基础上,将叶脉骨架旋转模型拓展到整个叶膜,即叶片三角网格顶点绕叶脉骨架节点向量逐步进行空间旋转,从而实现整个叶片模型的动态变形。元宝枫仿真实验结果表明,该方法模拟的叶子卷曲变形效果具有较强的真实感,且算法的运行速度基本达到了实时性的要求。     

应用逆向数值模拟分析覆盖件成形性能

研究了逆向数值模拟技术原理,针对覆盖件模型不规则而导致传统成形分析求解困难的问题,提出采用改进膜单元构造板料网格,以准确地描述毛坯变形行为;为提高边界条件定义的可信度,根据摩擦性质差异对非平面压料圈分类处理,凹凸模作用由冲压力和摩擦力的合力求解,开放式拉延筋则建立包含弯曲和摩擦效应的等效阻力模型;分析计算数据,并结合成形缺陷形成机理,完成产品成形性能评估．实验结果表明,经改进的算法能快速求解展开料参数、预测复杂产品破坏特征分布,适合用于覆盖件冲压设计。     

基于骨架的网格模型变形

现有骨架驱动变形算法多以单一骨架驱动变形,且骨架预设十分复杂。为此,提出一种基于骨架的网格模型变形算法。结合多分辨率Reeb图方法提取模型的骨架结构,确定各骨架点对应的局部区域,将骨架点插值构造二次Bézier曲线,通过交互式拖动任意骨架点,计算与其相连多骨架点的动态变化情况,实现模型局部区域的自然形变。实验结果表明,该算法能获得较为自然平滑的变形结果。     

基于简化的质点弹簧模型的布料模拟

首先运用质点弹簧系统建立布料的面模型,针对布料模拟中经典的质点弹簧模型效率不高的问题,提出了简化的质点弹簧模型,通过减少弹簧的数量来简化模型提高效率;为提高数值求解的计算效率,用显式欧拉法对模型进行数值求解;针对模拟过程中存在过度拉伸的问题,通过构造约束变形进行了合理解决,选用层次包围盒法对布料进行碰撞检测;最后在确保模拟的稳定性的基础上,高效.逼真的模拟出了布料.     

物体变形的广义形态变换方法

将广义形态变换理论用于非刚体运动的描述和内插，通过对非刚体的凸剖分把非刚体的运动分解为非刚体的变形与子凸集的旋转，提出物体近似骨架的概念；通过近似骨架实现子凸集匹配，实现了任意非同拓扑结构(包括有孔及凹多面体)物体的变形．广义形态变换具有基于体元的变形方法和基于边界形状的变形方法的优点，同时克服了它们的缺点．实验表明，该方法变形物体边界光滑、定位精度高、计算速度快，可应用于CAD、虚拟现实和生物医学工程。     

基于有限元刚架模型的骨架驱动网格变形算法

借鉴刚架结构在力的作用下的变形原理,将线弹性有限元方法应用于网格的变形设计中,结合骨架驱动生物运动的机制和线弹性有限元方法,提出一种运用形函数插值计算网格变形的造型算法.首先通过创建几何模型的低分辨率骨架建立有限元刚架模型,并计算网格模型顶点与梁单元自然坐标间的映射;然后交互地添加边界条件(如固支或铰支)、施加外部载荷...     

某大客车车架结构模态分析

为计算某大客车车架骨架模态,分析设计的合理性,考察各部件间的共振特性,用HyperWorks对车架有限元模型进行前、后处理,抽取三维模型的中面,在中面上划分网格,采用SHELL单元为基本单元,建立各零部件的有限元模型.应用OptiStruct求解得到车身骨架前6阶的模态及振型描述.从仿真分析可知,客车车身固有频率能避开...     

水平单调载荷作用下的桩基桥墩滞回特性

为研究桩基桥墩-地基系统的非线性性能,根据模型与原型的物理相似关系制作1∶5比例的桩基桥墩模型. 采用力-位移混合控制加载的拟静力试验方法,通过在墩顶施加水平单调增加载荷,得到墩顶水平载荷下桩基桥墩的载荷-位移滞回曲线、骨架曲线和滞回特性. 用非线性弹簧单元模拟土体、用梁单元模拟桩和桥墩,建立模型桥墩的计算模型. 计算模型的骨架曲线与试验模型的骨架曲线吻合较好,表明采用非线性弹簧单元和梁单元分别模拟土体和桩是可行的,可以为考虑土-结构相互作用时的桥梁抗震分析提供参考依据.     

一种分布式的点球弹簧修匀法并行方案

针对非定常流体模拟中的网格变形问题,提出一种基于MPI的分布式并行的网格变形算法.算法对初始网格进行分区,并在分区之间构建共享单元层.在分区内采用点球弹簧修匀法(Vertex-Ball Spring Smoothing,VerBSS)对网格进行变形,相邻分区的边界通过通信进行同步.上述算法在求解过程中保留了节点之间的连接性和VerBSS离散求解的特征,具有较高的变形效率.算例结果表明,上述并行方案变形能力较强,并具有较高的并行效率,适合求解大变形、大规模的网格变形问题.     

具有旋转不变性的图象骨架变换

本文在详细研究数字形态学求取目标图象骨架的基础上，根据形态学距离的定义提出了一种特殊的结构元素设计方法，使得形态学骨架变换具有旋转不变性，同时提高了计算效率，使之适用于实际的模式识别和计算机视觉匹配。     

An MLS-based cartoon deformation

We present an image deformation method driven by skeleton; it is based on MLS deformation algorithm (Schaefer et al. in SIGGRAPH, vol. 25, pp. 533–540, 2006). We improve the MLS deformation by defining a new weight function based on skeleton. Being different from the weight function based on control points, our weight function has benefited from the shape information of undeformed object and keeps deformation local, therefore our method can achieve a realistic effect. In cartoon video, we propose a new method to track the skeleton in the video, to build new origin skeleton and new target skeleton on each frame, and to apply our image deformation method to each frame and maintain spatiotemporal consistency. Results demonstrate that our method is able to decrease the effect of squeeze and use less control points.     

基于骨架关节点约束的交互式局部变形

利用广义元球变形技术,提出一种基于骨架关节点约束的交互式局部变形方法。该方法提取多边形网格模型的骨架关节点并结合模型骨架图结构确定骨架关节点对应的局部区域,计算三维网格点到骨架节点的欧式距离,将约束区域的最大欧氏距离作为约束半径,得到各骨架节点对应的势函数值,通过控制骨架节点的空间位置给出三角形面片点的新坐标位置。实验结果表明,该方法有效保持多边形网络模型的局部特征,并确保了模型变形的直观性和高效性。     

Shape-aware skeletal deformation for 2D characters

This paper presents a skeleton-based method for deforming 2D characters. While previous skeleton-based methods drive the shape deformation by binding the skeleton to the shape, our method does so by propagating the skeleton transformations over the shape. In this way, the tedious process of weight selection in previous skeleton-based methods is not required. Also, the propagation allows us to consider the geometric characteristics of the shape such that local shape distortion can be effectively avoided. Experimental results demonstrate that our method allows real-time deformation and generates visually pleasing results.     

骨架驱动的三维模型变形方法

为发展三维网格模型的变形技术,研究了多种三维模型变形算法,通过对骨架驱动变形算法的深入研究,针对现行算法多是以单一骨架驱动变形的不足,提出了一种新的基于多骨架点驱动的交互式局部变形方法.有效结合模型的骨架图结构,确定各骨架点对应的局部区域.并将骨架点拟合为二次Bézier曲线,通过交互式拖动任意骨架点计算与之相连的多骨架点的动态变化,实现模型局部区域的自然形变.实验结果表明了该算法的有效性和直观性.     

Finite element mesh deformation with the skeleton-section template

To develop fast finite element (FE) adaptation methods for simulation-driven design optimization, we propose a radial basis functions (RBF) method with a skeleton-section template to globally and locally deform FE meshes of thin-walled beam structures.The skeleton-section template is automatically formulated from the input mesh and serves as a hierarchical parameterization for the FE meshes. With this hierarchical parameterization, both the global and the local geometries of a thin-walled beam can be processed in the same framework, which is of importance for designing engineering components. The curve skeleton of the mesh is constructed with Voronoi decomposition, while the cross-sections are extracted from the mesh based on the curve skeleton.The RBF method is employed to locally and globally deform the mesh model with the cross-sections and the skeleton, respectively. The RBF method solves the spatial deformation field given prescribed deformations at the cross-sections. At the local scale, the user modifies the cross-sections to deform a region of the surface mesh. At the global level, the skeleton is manipulated and its deformation is transferred to all cross-sections to induce the mesh deformation.In order to handle curved mesh models and attain flexible local deformations, the input mesh is embedded into its skeleton frame field using an anisotropic distance metric. In this way, even strip-like features along arbitrary directions can be created on the mesh model using only a few cross-sections as the deformation handles. In addition, form features can be rigidly preserved at both deformation levels.Numerical examples demonstrate that intuitive and qualified FE mesh deformations can be obtained with manipulation of the skeleton-section template.     

基于细分的网格模型骨架驱动变形技术

针对传统骨架驱动变形方法中模型细节特征不能得到有效保持的问题,提出一种基于细分的骨架驱动网格模型变形方法。首先,对网格模型待变形区域基于截交线进行局部骨架提取和控制网格构建,分别建立骨架与控制网格以及控制网格所对应细分曲面与待变形模型区域之间的关联关系;然后,将基本函数作用下的自由变形方法应用于骨架变形,通过骨架变形驱动控制网格变形,将变形前后控制网格所对应细分曲面的变化信息转为网格模型泊松梯度场的改变;最后,根据改变后梯度场重建网格模型。实例表明,该变形方法针对不同网格模型均可以得到较好的编辑效果,且细节信息在变形后都得到了有效保持。与传统骨架驱动变形方法相比,该方法除具备交互操作简单直观的优势外,同时能够更好保持变形模型几何细节特征,更为适合具有丰富几何细节的复杂模型的变形编辑。