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随着三维数字扫描仪及其它三维数据获取设备的普及,三维模型数据的获取变得越来越简便。三角网格表示也因此成为计算机图形学中形状表示的事实标准。如何对网格模型进行处理成为近年图形学领域的研究热点。通过对三维网格模型的编辑,可以直观、快速地生成模型的新形状,是生成三维动画的重要手段之一。
当前主流的编辑方法主要分为两类:基于网格表面的编辑方法与基于空间的编辑方法。基于网格表面的编辑方法能够很好地处理细节保持问题,且有较强的造型能力,但往往涉及非线性优化问题,模型规模较大时求解效率不高。基于空间的编辑方法利用控制曲线或骨骼等来影响模型,可看成是一种参数化方法,所以求解的效率更高,但其编辑控制不够灵活。
Sumner等人提出的嵌入变形图方法实质上是一种基于空间的方法,把模型表面一个点的编辑结果表示为它关于变形图中最近的几个节点的旋转的线性组合,因为变形图节点数量远少于模型顶点的数量,与基于网格表面的方法相比,其求解效率更高。这种方法具有细节保持、直接编辑、较好的运行效率以及可以对多种模型进行编辑等优点。
但原嵌入变形图算法使用欧氏距离来表达权重的方法,对于有分叉类的模型(如手等)编辑的效果并不理想。我们利用重心坐标替换欧氏距离作为变形图权重的方法对原方法进行改进。利用伪彩色化的方法将重心坐标权重显示出来,可以更直观地作为我们选取Green坐标作为变形权重的依据。编辑结果显示,此方法在保留原方法优点的基础上,克服了原方法存在的过编辑问题。基于此方法,我们构建了一个网格交互编辑系统。