基于网格参数化的三维模型Morphing分析-教育学；教育技术学专业论文.docxVIP

摘要 摘要 PAGE PAGE 1 摘 要 随着计算机图形学和图形硬件技术的飞速发展，计算机动画作为一种重要的媒体形 式已经渗透到人们生活的各个方面，在数字化教育娱乐、教育训练系统、动态仿真模拟、 商业广告、电影特效等领域发挥着日益重要的作用。Morphing 是指一个形体连续、平滑、 自然地过渡为另一个形体的过程, 通常也被称为形状过渡或形状渐变。这里的形体可以是 数字图像、多边形、多面体等。作为计算机 3D 动画的主要实现手段，网格模型的 Morphing 技术近年来受到了学界的重视，成为一个研究的热点领域。Morphing 技术除了应用于计 算机动画外，在许多领域都有着十分广泛的应用，如工业造型设计、虚拟现实、科学计 算可视化等领域。 本文主要从两个方面对网格 Morphing 进行了研究，一是对实现 Morphing 的常用技 术－网格参数化进行研究。二是如何为参与 Morphing 的两个网格模型建立对应与插值。 关于网格参数化，根据参数域的不同，分别对平面参数化和球面参数化的常见方法进行 了分析和比较，并提出了一种基于模型切割的球面参数化方法用于处理零亏格模型甚至 是任意拓扑模型的球面参数化。对于 Morphing，提出一种基于球面参数化的 3D 网格模 型可控 Morphing 方法，该方法通过将始末模型参数化到公共的球面参数域来建立它们的 对应关系，并定义相应的插值方法来实现 Morphing。本文的主要的研究结果如下： ??根据参数域不同的划分，研究和分析了几种典型的网格平面、球面参数化方法， 并比较了各自的优缺点。 ??针对封闭零亏格网格甚至任意拓扑网格模型，提出一种基于网格切割的球面参数 化方法，并分析了参数化的效果。 ??对任意拓扑的两个网格模型提出一种模型空间姿态的自动调整方法。 ??提出一种基于网格球面参数化的三维模型 Morphing 算法。 关键词：数字几何处理；三角网格；凸组合；切割线；参数化；特征对齐；3D Morphing； 插值 ABSTRACT ABSTRACT ABSTRACT With the fast development of the computer graphics and hardware, computer animation has played an important role in people’s daily life, such as: digital education amusement, educational training system, dynamic simulation, commercial advertisement and special effect of films etc. Morphing means one object smoothly transforms to another, which is also known as shape transform or shape blending. These objects would be image, polygon, and polyhedron etc. As a main measure for 3D computer animation, mesh morphing draws more and more attentions of computer graphics researchers in academic fields and becomes a hotspot of computer graphics. Besides animation, morphing has comprehensive applications in many other fields, such as industrial model design, virtual reality, visualization of scientific calculation and so on. We discuss mesh morphing in two aspects, first we investigate the basic technique for morphing - parameterization, second we work hard on how to establish correspondence of the two mesh involved in morphing and what interpolation method will be used. In terms of parameterization, based on class