三維模型的表達(dá)、分析及其在三維仿真與模型檢索中的應(yīng)用.pdf

1、三維模型的應(yīng)用已經(jīng)逐漸從最初的工業(yè)仿真設(shè)計(jì)領(lǐng)域普及到了大眾的娛樂行業(yè)中，開始走入了人們?nèi)粘５纳钪?，越來越豐富的基于三維場景的軟件和服務(wù)給人們提供著前所未有的視覺體驗(yàn)。隨之而來的問題是需要表達(dá)和分析大量的三維的物體，使用有效的特征去表達(dá)它們，并對它們進(jìn)行物理力學(xué)的分析。在可以預(yù)見的未來，三維模型的應(yīng)用會(huì)越來越豐富，同時(shí)也給計(jì)算機(jī)處理這些三維模型帶來了越來越多的挑戰(zhàn)。目前，針對三維模型的數(shù)據(jù)采集過程已經(jīng)日趨完善，可以使用很多已有的商業(yè)軟件

2、采集到非常高精度的三維模型數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用需求對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣、編輯網(wǎng)格等處理。然而在對三維模型的分析和處理方面，仍然還有很大的發(fā)展空間。三維模型的分析與處理已成為立體視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等多學(xué)科交叉的一個(gè)研究重點(diǎn)與熱點(diǎn)。
　　 本文嘗試從物理性質(zhì)和形狀特征兩個(gè)方面對三維模型進(jìn)行有效的表示與分析，并以此來解決兩個(gè)相關(guān)的科學(xué)問題：模型的受力形變分析以及模型的特征提取和檢索。圍繞這一選題，本文完成了以下成果：
　　 (1)在模型

3、受力形變分析的問題上，提出了一個(gè)新的基于物體物質(zhì)材料性質(zhì)的統(tǒng)計(jì)模型Mr-SDM。該模型把有限元分析方法和統(tǒng)計(jì)可變形模型結(jié)合起來，同時(shí)解決了統(tǒng)計(jì)模型的小樣本問題和有限元分析資源消耗的問題，得到了既準(zhǔn)確又高效的物體受力形變的計(jì)算結(jié)果。該模型總結(jié)了物體的材料性質(zhì)，因此也可以被用于估計(jì)物體的材料參數(shù)。
　　 (2)提出了基于Mr-SDM的整容手術(shù)術(shù)后面部形變預(yù)測的方法，并把該方法擴(kuò)展成為解決一般物體(不同形狀，不同物質(zhì)參數(shù))受力形變的通

4、用方法。通過實(shí)驗(yàn)證明了該方法的準(zhǔn)確性和高效性。
　　 (3)在模型的特征提取和檢索的問題上，提出兩種視覺主題去表達(dá)模型的形狀特征，它們分別是：通過對相對角度分布聚類得到形狀主題，通過對投影輪廓聚類得到的視圖主題。這種視覺主題從模型的原始特征中總結(jié)出具有代表性和表達(dá)能力的特征，并以此來表達(dá)三維模型。在此基礎(chǔ)上，本文還提出了多分辨率的主題表達(dá)方式，它是提取模型在不同平滑狀態(tài)下的主題特征，以滿足不同類型檢索的需求。
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