基于形狀匹配的網(wǎng)格變形與紋理優(yōu)化算法.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件以及軟件的發(fā)展，數(shù)字多媒體數(shù)據(jù)在經(jīng)歷一維聲音、二維圖像、二維視頻為表現(xiàn)形式之后，出現(xiàn)了第四代數(shù)字多媒體形式——三維數(shù)字幾何模型。由于其具有強(qiáng)烈的真實(shí)感，更符合人類的直觀等優(yōu)點(diǎn)，在影視制作、網(wǎng)絡(luò)游戲、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、工業(yè)設(shè)計(jì)、科學(xué)計(jì)算和文物保護(hù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
　　 本文以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、微分幾何學(xué)、計(jì)算幾何和數(shù)字信號(hào)處理為堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)格變形技術(shù)和紋理優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。針對(duì)網(wǎng)格模型的主要

2、變形技術(shù)和紋理化模型的紋理空間優(yōu)化所存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的處理方法。主要內(nèi)容包括：
　　 1)提出了一種基于四面體胞的盡可能剛性網(wǎng)格變形算法。算法首先對(duì)網(wǎng)格模型內(nèi)部進(jìn)行稀疏四面體化，再通過(guò)最小化相應(yīng)的變形能量函數(shù)，得到所需的模型變形結(jié)果。同時(shí)，針對(duì)大尺度編輯可能造成的模型局部塌陷，提出一種簡(jiǎn)單高效的四面體胞自適應(yīng)剖分方法，進(jìn)而消除不正確的變形效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該變形算法可以有效保持模型的表面細(xì)節(jié)以及模型的內(nèi)部體積，并能夠避免模

3、型形狀在大尺度變形時(shí)的局部退化。
　　 2)提出了一種基于視覺(jué)重要性特征圖的紋理空間優(yōu)化算法。算法首先通過(guò)考慮三維模型的幾何信息和模型對(duì)應(yīng)的紋理圖片的視覺(jué)屬性，計(jì)算得出對(duì)應(yīng)模型的重要性特征圖。然后，根據(jù)模型重要性特征圖，對(duì)紋理進(jìn)行松弛操作，以重新分布圖像中的信號(hào)信息。同時(shí)，針對(duì)松弛過(guò)程中出現(xiàn)的網(wǎng)格嚴(yán)重扭曲現(xiàn)象，提出一種局部最優(yōu)化形狀匹配算法，該算法通過(guò)保持網(wǎng)格局部變化區(qū)域的剛性，來(lái)調(diào)整控制網(wǎng)格在大變形時(shí)產(chǎn)生的扭曲現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表