针对面片的Reeb图骨架抽取算法

骨架是三维模型几何形状的表示方式之一。它保存了模型的拓扑特性,有着广泛的应用前景。提出了一种基于面片采用Reeb图对多边形网格模型进行骨架抽取的算法。通过对模型进行一定的预处理保证面片的规则,定义面片间距离计算方法,创建模型的对偶图,识别连通分量,在连通分量上应用Reeb图的计算思想抽取原模型的骨架。试验表明,该算法具有较好的计算效果和效率,最终的骨架保存了模型的拓扑连通性以及姿态,可用于基于内容的三维模型检索时的特征描述符。     

基于图像的脸部模型调整及表情动画技术研究

采用一种基于图像的三维人脸模型主动调整方法,实现了三维特定人脸模型的真实感重建和表情动画生成。通过特定人脸的正面和正侧面图像上的93个人脸表情特征点,采用整体调整及基于径向基函数插值的局部调整方法对通用三维人脸模型进行几何调整,并利用变形拼接及多分辨率图像融合技术生成无缝的人脸纹理镶嵌图,实现具有真实感的三维特定人脸模型重建。改进了人脸肌肉物理模型并结合弹性约束模型,避免了在表情动画处理中由于肌肉收缩力过大导致网格三角片毁坏而破坏人脸的拓扑结构问题,其局部网格动态细分策略,使生成的表情动画更加细腻。     

紧凑的累进网格数据格式及其网络传输

以基于三角形折叠的三角网格简化算法为基础，给出一种支持三维模型数据累进传榆的数据存储格式，并讨论了该格式在网络环境下的数据压缩问题。该方法首先记录网格简化过程中网格局部的连通性（Connectivity）修改信息，并通过对原始网格中的顶点和面片进行重新排序．生成了由基网格和累进记录序列组成的累进网格数据格式；通过对累进数据格式中的连通性信息进行哈夫曼编码，以及顶点数据的区段离散化，实现了网格拓扑信息的无损压缩和可以预测精度的几何信息压缩。结果显示，利用紧缩的累进数据格式，可自由地实现任意三角网格模型连续分辨的变进或变出，并且相关编，解码过程简单、快速，模型数据的压缩比较高。该数据格式及其数据压缩方法可用于三维模型的压缩存储和网络传输。     

改进的三维模型检索PCA预处理算法

三维模型检索PCA预处理的主轴不确定性和主轴方向不确定性是影响检索结果的直接因素.经过分析PCA基本原理,在K-L变换所得特征值的基础上,引入表面网格信息权重,将权重和特征向量的乘积用于确定主轴,并利用多重权重来确定主轴方向,从而削弱不确定性.实验表明,经改进提高了坐标轴归一化的一致性.     

三维裂纹扩展仿真

提出了一个基于有限元方法的自动三维裂纹扩展仿真系统模型。利用有限元计算的结果来自动更新裂纹前沿的尺寸和几何形状,并使用节点移动法来模拟裂纹的扩展过程。在扩展过程中将物体分成全局模型和局部模型,并仅对局部模型进行网格重划分,从而减少计算量。实验结果表明,本系统能够模拟沿任意路径的三维裂纹扩展过程。     

基于细分策略的几何图像方法

几何图像是一类规格化的三维几何模型表示方法,借助其图像阵列的几何表示形式,几何图像已成为有效地解决复杂三维几何数据压缩、传输及渲染等问题的重要工具之一.传统几何图像方法在网格参数化步骤中,会对三维模型的部分区域产生较大程度的拉伸,从而导致采样信息不够精细准确,致使重构模型产生误差.提出了一种基于自适应细分策略的几何图像生成方法,通过计算原始网格和重构网格的误差区域,采用基于自适应细分的重采样,以生成具有更高几何精度的几何图像,有效地提高了重构网格的精度.实验结果表明,该方法可以有效提高模型重构主观质量,重构模型PSNR值也有大幅度提高.     

基于树型空间的三维树木模型匹配

为解决三维树木模型的检索具有正确率低、检索效率低、描述不匹配等问题,提出一种基于树型空间的三维树木模型匹配方法。该方法通过构建三维树木模型数据集的树型空间,辅以主轴匹配,轮廓匹配,枝干匹配等方式,经过树型空间中欧氏距离和测地线度量差异值,逐步匹配到相应的三维树木模型,该方法分别在通用模型数据集和自我设计的模型数据集进行了匹配性实现,结果表明可以较大幅度提升树木模型匹配的准确率,利于三维树木模型的大规模检索和重用。     

任意网格模型的相似度评估

提出了一种任意网格模型相似度评估机制及其实现方法。该算法以对称Hausdorff距离为基础，综合考虑了网格模型的几何相似性和外观相似性。在相似度计算过程中，采用平均单元格数据结构管理网格模型中的三角片，并根据三角片的大小自适应选择单元格的大小，保证了算法具有较快的运行速度。     

圆环射线分解投影轮廓的三维模型检索方法

虚拟现实、可视化技术、数字化和三维图形建模的发展使互联网和专用数据库中三维模型的数量和检索需求快速增长,因此提出了一种圆环射线分解投影轮廓的三维模型检索算法。首先,对三维模型进行位姿对准、投影变换和边界提取;然后,对提取的投影轮廓用圆环射线分解的组合方法参数化,并对该参数化函数进行傅立叶分解,得到图形特征;最后,对特征描述符做相似性匹配,计算特征比较值,得到检索结果。实验表明,该种方法对三维模型的检索效果较好。     

基于子块的三维模型检索算法

针对三维模型检索性能较低的问题,提出一种基于子块的三维模型检索算法。首先,对经过预处理的模型进行骨架提取,并记录每个骨架点相应的几何和拓扑结构信息;然后,将骨架划分成多个子块,为每个子块定义一个权值因子;最后,通过比较子块的相似度来计算模型整体的相似度。实验表明,该算法可以得到较好的检索性能。     

一种基于曲面细分的大规模地物建模方法

结合纹理特征曲线和高程数据,提出了一种曲面细分的算法来构建多分辨率地物模型.将地物表面的高程信息和提取该高程信息的特征值数据映射到三角网格纹理中,该算法给出了一种三角边与纹理特征曲线相交的三角面分裂方法构造自适应细分三角网格.通过设计细分三角网格的二叉树数据结构和开发测试程序进行测试,表明该算法具有建模速度快、保持几何特征较好的特点,可以满足在PC机上实现地物模型的大规模建模和实时交互显示要求.     

复杂产品三维模型轻量化服务构建技术

提出了一种复杂产品三维模型轻量化服务构建方法。采用一种改进模型数据导出与空间索引生成方法,能够在模型轻量化过程中保留复杂产品模型装配树与标注信息;设计并实现了基于面片密度的自适应面片简化算法,能够在满足误差要求的条件下对几何模型面片进行自适应简化;并通过采用一种具有较高的压缩比和压缩效率的模型数据压缩算法,减小复杂产品模型的存储空间占用。设计并实现一种模型轻量化服务的B/S部署架构,能够借助高性能计算资源,提高多用户并发场景下复杂产品模型轻量化效率。     

三维空间中圆锥、圆柱和平面交线的绘制

在三维空间中,要绘出任意圆锥、圆柱和任意平面的交线,一般先选取适当坐标系,得到交线的标准型方程,绘出后,再经过一组坐标变换,显示在当前屏幕上。本文通过分析圆柱、圆锥和平面的几何关系,推导出它们的交线的显式表示,从而给出在三维空间中直接绘制这类交线的方法。     

基于视觉特征度量的模型简化算法

人的视觉系统通常对模型的高曲率变化区域、尖角、边界轮廓等几何特征格外敏感。基于视觉特征度量的模型简化算法,在简化过程中通过调整网格顶点的简化误差来改变边折叠的次序,优先保留模型视觉敏感区域的网格;从而解决了模型网格的各部分简化力度趋于均衡的问题,最大限度地保留了原模型的视觉冲击。经实验,在同等简化力度下得到的简化结果能够突出原模型的视觉特征,具有明显优势。     

基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法

为解决当前多层次细节(LOD)建模方法没有将简化和细分相统一,而造成细节层次模型特征表现不够丰富问题.将能量算子用于三维空间实体模型简化与细分,提出了基于能量算子的三维空间实体LOD建模方法.该方法主要包括3个步骤:模型能量算子计算、基于能量算子的模型简化和细分.实验表明,该方法能够生成细节层次较为丰富的模型,并具有良...     

复杂目标外形拟合及散射截面计算

本文用修正的双三次参数样条拟合目标外形,可直接使用飞机外形CAD设计数据库,可拟合绕射点坐标,主曲率半径及主方向,短程线及其它一些几何参数,用一致几何绕射理论计算目标的雷达散射截面。计算精度为1dB左右,理论计算与实验结果吻合好。     

三维数字化牙模的牙弓线探测

提出了一种在三维数字化牙颌模型上直接探测牙弓线的方法.首先,根据给定的顶点法向和咬合面的夹角阈值过滤出初始特征点,并拟和得到初始牙弓线;其次,对初始特征点集进行等分并找出对应的局部最高顶点,对局部最高顶点进行拟和得到最终的牙弓线.通过对多副牙颌模型的实验表明,所提方法稳定、有效.     

三维随机海浪交互式仿真技术研究

随着自然现象的交互式模型不断发展,海浪的可视化模拟日益受到关注。通过研究三维随机海浪的仿真技术,基于Gerstner海浪模型开发仿真系统,并利用海浪谱对其进行仿真控制。此外,从网格模型的建立与优化,纹理映射与光照三个方面讨论了三维海浪的仿真方法。仿真结果表明,该系统不仅可以实现实时、逼真的三维随机海浪仿真,同时具有较好的交互性。