基于多边形表示法的三维图形建模技术

随着计算机软、硬件突飞猛进的发展,计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速普及和深入,目前,计算机图形学已进入三维时代。当前在微机上鳊写三维图形应用一般使用OpenGL或DjrectX．三维图形鳊程工具中最为突出的是SGI公司的OpenGL（Open Graphics Languagr,开放式的图形语言）,它已经成为一个工业标准的计算机三维图形软件开发接口。本文以三维图形为研究对象,对多边形创建三维图形进行研究．并用OpenGL创建箱单的三维模型。     

基于正交图像的头部三维模型构建

为快速构建人体头部的三维模型,提出了一种使用头部正面和侧面两张正交图像进行重建的方法.首先,利用Candide-3模型生成标准头部模型;然后,利用改进的主动形状模型(ASM)自动获取正面图像中68个特征点和侧面图像中35个特征点,并将获取的特征点与标准头部模型中的顶点进行匹配,利用匹配特征点对标准模型进行全局变形和局部变形,从而获得个性化模型;最后,对侧面头像进行仿射变换,使之与正面图像配准,并通过柱面投影和加权融合获得人脸全景纹理图,将其映射到个性化模型上以获得逼真的头部模型.实验结果表明:与传统ASM算法相比,利用改进ASM算法获得的特征点定位准确度提高了13.1%;所提方法仅需约1.2 s便可重建出具有真实感的头部三维模型,并能提供较大范围的可视角度和较丰富的深度信息.     

三维分形生长的计算机模拟及其维数

按照三维DLA模型的规则,分别在最近邻和次近邻的条件下用计算机模拟凝聚体三维分形生长情况,采用回转半径法计算三维DLA模型的分形维数.结果表明,近邻条件不同长成了不同的凝聚体外貌,但三维DLA模型有相同的分形维数,说明凝聚体的分形维数与点阵的结构在小范围粒子数内关系不大.     

基于三维精度特征符号的3D零件模型同步随动三维标注

为了提高产品的全三维数字化设计与制造的效率和质量,对全三维模型表达产品信息的方式进行研究.提出基于模型定义技术的三维标注方法,建立三维标注特征库和三维精度特征符号库,用计算机容易访问的BNF(backus-naur form)范式进行三维标注,通过齐次坐标转换实现三维标注与3D零件模型的同步随动,基于Pro/E平台,实现3D模型产品设计信息的三维标注.     

基于OpenGL的地球模型仿真方法研究

地球模型的三维可视化在google earth等商业软件中已有所体现,但对其核心方法鲜有系统性的研究.OpenGL作为强大的三维图形函数库,能够支持用户便捷地实现三维模型的建模及渲染输出.地球模型仿真中的球体建模、纹理映射、旋转和缩放等涉及很多复杂的计算机图形学知识以及算法,可以使用OpenGL提供的函数方法予以实现.使用OpenGL提供的建模和纹理映射函数,建立了贴合纹理的地球模型;探讨了模型视图矩阵的特性和内涵,然后使用实时保存模型视图矩阵的方法,实现了地球模型围绕三维坐标轴旋转的功能.     

轻小型无人机飞行方案设计及其建模精度研究

轻小型无人机飞行高度和像控点布设间距是影响三维实景模型的关键因素,利用大疆精灵4RTK无人机,以工程测量中常用的几种飞行高度和像控点布设间距设计飞行方案,构建出三维实景模型,并对三维模型精度和无人机作业全过程效率进行对比分析,研究表明当飞行高度在60～100 m、像控点间距在500 m左右时,构建出的三维模型精度可靠且飞行方案更合理、经济,为轻小型无人机在工程测量中的应用提供了参考依据。     

基于先验知识的三维模型特征选择算法

基于内容的三维模型检索被广泛运用于许多研究领域.为了弥补特征提取算法描述模型特征的不足,提高三维模型的检索效果,该文提出了一种基于先验知识的三维模型特征向量动态选择算法.该算法利用查询模型计算各种特征向量的先验知识,然后动态地选择描述能力较强的特征向量计算模型之间的相似度距离.实验采用标准的模型库Princeton shape benchmark(PSB)和多种公认的评价方法,结果显示该算法提高了三维模型的检索效果,优于现有的2种流行的三维模型特征选择算法.     

深度域波动方程偏移速度建模方法及应用

针对波动方程叠前深度偏移中重要的速度模型问题,研究了一套三维速度建模方法和软件.该方法以波动理论为基础,采用批量计算和计算机可视化交互处理相结合的方法,进行时间偏移速度分析、时间坐标和深度坐标的深度偏移层速度分析,由此可建立时间域及深度域的层速度模型,为三维波动方程叠前深度偏移提供合理、可靠的偏移速度模型.经实际的三维地震资料处理,证实了这套三维速度建模方法和软件的有效性.     

三维地学建模技术与Kriging方法在固体矿产储量计算中的应用

结合Kriging方法在计算机上的实现和应用,介绍了运用三维地学建模技术生成矿体的三维品位模型的原理流程以及关键技术,并在此基础上进行矿产资源储最计算.其基本流程为:根据实际地质勘探数据生成矿体三维实体模型;在实体tin模型内部应用块模型方法进行划分,建立矿体块体模型;利用Kriging方法进行插值,生成矿体的品位模型...     

基于混沌和分块的三维模型脆弱水印算法

由于三维模型的项点坐标是不成比例的,这导致了三维模型的分块比二维图像难的多.然而水印分块是很容易的.因此本文提出一种新的三维网格模型分块算法,通过插入特殊的字符来将水印信息分块.然后用具有高安全性的混沌映射来加密分块的水印信息.试验结果显示,本文提出的算法能够检测出模型的任何篡改并且能够定为篡改区域.该算法简单、有效、具有高安全性.     

基于真实感三维头重建的人脸替换

传统的人脸替换技术需要输入的源图像中的人脸与待替换的目标图像中的人脸姿态相似,这限制了人脸替换技术的应用。该文提出一种基于特定三维头模型重建的人脸替换技术。首先,利用替换者的2张正交图像(1张正面图像和1张侧面图像)进行三维头重建。整个三维头重建过程分为人脸图像配准、特征点匹配、标准三维头形变和纹理贴图4个部分。形变部分利用了径向基函数对标准三维头进行形变以获得最终的特定三维头模型。通过建立替换者的真实感三维头模型,渲染出与任意目标图像姿态相一致的人脸图像。为了让渲染后的人脸图像与目标图像进行无缝纹理融合,还进行了色彩传递和基于多分辨率技术的边界融合。用此方法可将故事书中的任意角色替换成用户,以此提供个性化的图书。     

Personalized Multi-View Face Animation with Lifelike Textures

Realistic personalized face animation mainly depends on a picture-perfect appearance and natural head rotation. This paper describes a face model for generation of novel view facial textures with various realistic expressions and poses. The model is achieved from corpora of a talking person using machine learning techniques. In face modeling, the facial texture variation is expressed by a multiview facial texture space model, with the facial shape variation represented by a compact 3-D point distribution model (PDM). The facial texture space and the shape space are connected by bridging 2-D mesh structures. Levenberg-Marquardt optimization is employed for fine model fitting. Animation trajectory is trained for smooth and continuous image sequences. The test results show that this approach can achieve a vivid talking face sequence in various views. Moreover, the animation complexity is significantly reduced by the vector representation.     

基于采煤机截割路径的动态三维地质模型构建方法

针对虚拟综采工作面难以构建实时动态煤层的问题,提出了一种根据采煤机行走轨迹构建三维地质模型的方法.建立了初始三维地质模型和动态三维地质模型,并提取了目标煤层的轨迹曲线,为采煤机提供了目标截割路径;基于当前工作面采煤机的实际截割情况及未来发展趋势提出了三种采煤机截割方案,分别是采煤机记忆截割、人工干预的采煤机记忆截割和采...     

Surface Coverage Algorithm in Directional Sensor Networks for Three-Dimensional Complex Terrains

Coverage is an important issue in the area of wireless sensor networks, which reflects the monitoring quality of the sensor networks in scenes. Most sensor coverage research focuses on the ideal two-dimensional(2-D) plane and full three-dimensional(3-D) space. However, in many real-world applications, the target field is a3-D complex surface, which makes conventional methods unsuitable. In this paper, we study the coverage problem in directional sensor networks for complex 3-D terrains, and design a new surface coverage algorithm. Based on a 3-D directional sensing model of nodes, this algorithm employs grid division, simulated annealing, and local optimum ideas to improve the area coverage ratio by optimizing the position coordinates and the deviation angles of the nodes, which results in coverage enhancement for complex 3-D terrains. We also conduct extensive simulations to evaluate the performance of our algorithms.     

L1约束的三维人脸稀疏重建

为了提高三维稀疏重建的精细度和鲁棒性,该文在改进模型参数先验分布描述的基础上,推导出一种最大后验概率参数估计方法即L1约束最小二乘重建方法。在BFM三维人脸库上测试重建算法的误差,L1约束最小二乘重建方法的重建结果精度优于无约束和L2约束最小二乘重建结果,也优于文献中的动态成分选择算法的结果,并且重建性能更鲁棒。实验结果表明:该方法与传统的无约束最小二乘或L2约束最小二乘等方法相比,能更可靠地克服实际中三维稀疏形变模型的表示基存在严重的多重共线性的问题,具有较好的重建性能。     

结构与基础间接触面考虑切向滑动的数值模拟

在"空间无厚度接触面单元"的基础上,提出了模拟接缝面切向滑动的本构关系,采用"变增量搜索法"进行计算,通过算例分析得到了该模型的合理性、实用性验证.     

基于核函数因素分解模型的表情合成与识别

人脸图像合成是新一代人机交互中的重要技术。传统的三维模型加生理模型的方法可以生成真实的人脸表情图像,但是其中的计算复杂度很高。该文提出了一种基于样本的方法,将不同的人和不同的表情看作影响人脸表情图像的两种变化因素,利用因素分解模型巧妙地进行人脸表情图像合成。同时,分析了因素分解模型获得的身份子空间和表情子空间的特点,提出了一种在子空间中利用余弦距离进行身份和表情识别的新思路。从实验结果来看,这里提出的方法可以仅利用一张训练集内、外的人脸图像合成出该人在不同表情下逼真的脸部表情图像,同时可以合成库内的人在新表情下的表情图像。     

基于血流图双树复数小波域傅里叶变换的红外人脸识别方法

提出了一种基于血流图与双树复数小波域傅里叶变换的红外人脸识别方法.首先利用血流模型把温谱图转换成血流图,然后将人脸血流图进行一级双树复数小波分解,保留分解后的4个低频子带并分别进行傅里叶变换,得到每个低频子带的特征矩阵,分别计算4个子带的欧氏距离并进行简单的加法融合,再用三阶近邻分类器得到最终的识别结果.为了减小算法的时间复杂度,我们对血流模型进行简化.实验结果表明,本文所提的方法有较好的识别结果.而简化的血流图相比原模型的识别率没有明显的下降,甚至某些情况下还稍高于血流模型,说明本文的方法是有效的.     

堆石流变对金钟混凝土面板堆石坝应力变形的影响分析

采用三参数流变模型,运用有限元法对金钟面板堆石坝进行三维流变分析,得到了考虑堆石流变后坝体、面板的应力变形.分析研究了堆石流变对混凝土面板堆石坝坝体、面板应力变形特性的影响.结果表明,考虑堆石的流变效应后,坝体变形有所增加,坝内拉应力区域变大,最大拉、压应力值有所增加;面板的挠度和轴向变形都有所增加,面板的拉应力区域和拉应力值也有所增加,而面板压应力区域有所减少,但最大压应力值却有所增加.     

基于光照子空间的人脸识别研究

利用球面谐波模型建立的9D光照子空间进行人脸识别.用SFS方法获得人脸表面特征点深度,以特征点深度为基础,用NURBS方法重构三维人脸,并用该三维人脸的法向量计算球面谐波基图像,进行人脸识别.结果表明,以所求的球面谐波基图像为基础进行人脸识别,不仅提高了人脸表面法向量的精度,减少了运算量,而且使得人脸的识别率明显提高....