基于三角网格的模型匹配形变算法研究与改进-软件工程专业论文.docx

浙江大学硕士学位论文 浙江大学硕士学位论文 摘要 摘要 网格动画是网格模型处理一个应用方向，其生成过程通常包括：初始网格数 据的获取与预处理，嘲格关键帧形变编辑，以及嗍格关键帧插值。为了简化关键 帧的编辑，可以为网格添加骨骼信息，由骨骼的运动带动关联点的运动，但骨骼 信息的编辑同样需要花费大量的时间和精力。当积累了一定数量的网格形变序列 之后，对于新网格的关键帧编辑，采用网格对应和形变移植的方法会使工作更加 简化．然而，网格对应过程仍然十分费时，需要用户选取大量的对应点，还需要 通过进行繁琐的数值运算才能得到最终的网格形变移植效果．于是，简化用户操 作和提高运算效率成为本文的主要Ig的。 本文采用基于三角网格的模板匹配与梯度表示的形变移植算法，并对现有网 格对应和模板匹配方法进行多方面的改进或提出有效的替代方法，例如：为了简 化用户的选点操作，本文提出了用拉普拉期方法为用户生成候选特征点集；为了 生成不同网格间的对应关系，提出了中间态网格形变匹配算法；为了加速三角面 匹配，提出了一种自适应的空间哈希格点结构，用于快速查找空间中的最近点与 最近三角面；在求解拉普拉斯网格优化和梯度域形变移植方程过程中，改进了稀 疏矩阵的求解结构，并简化了求解算法，避免了不必要的计算，在很大程度上提 高了运行效率。实验证明，我们提出的方法能快速生成较好的网格匹配和网格形 变移植效果． 关键词 拉普拉斯网格优化，自动生成特征点集，哈希格点结构，中问态形变， 网格匹配，形变梯度，形变移植 浙江大学硕士学位论文 浙江大学硕士学位论文 Abstract Abstract Computer animation is one of the most interesting fields in mesh related domain．The procedure for generatlon of3D mesh animation follows：I)generate original mesh data by 3D scanner o『Iust a c踟ega，and CarTy out pretreatment,such as filling hele m meshes，do slmphficatlon，subdivision and optlm,zatlon for meshes,2)edit key frames for ammation；31 do interpolatlon for key franles Here，we call u∞skeleton method to help slmph却the generatlon ofkey frame．But it is not always an easy iob to configure so many parameters in the skeleton．After a long time hardⅥorkmg，we get some accumulation of mesh deformation翻gnes When facing a similar mesh．we can use mesh deformatlOll method，which call reuse orlgmal deformatIon by transfefling any deformatlon of a source thangle mesh onto a difierent target mesh．However,it is stiIl nmc consuming because you must find the correspondence of meshes．which may include the sel∞tlon for correspondence feature vertices in both meshes．And then,lors of numerical computing steps wdl be done，which may also be time consuming． 111crefore．we trv to find out all effective way to solve mesh correspondonce and deformation transfer,which mea／Is less uscr intervention and less compu