大规模点云选择及精简

点云选择与精简是三维扫描系统中应对背景数据、冗余采样、分布不均匀 等问题的必要后处理步骤。针对定制低成本三维扫描系统的需求,传统方法仍有很多局限性。 这是由于研究领域未提供支持套索UI 接口的点云选择算法;传统点云精简方法侧重曲率自 适应分布,无法保证平坦区域的均衡分布。论文提出一种支持套索UI 接口的点云选择算法, 通过构建套索形状矩形覆盖与点云八叉树剔除大部分点在多边形内的判断;提出一种基于 Poisson-disk 采样的均衡分布的点云精简算法,并以采样点邻域球布尔交运算来定义曲面上 的圆盘半径度量,具有保持尖锐边特征及边界的性质。实验结果表明,论文方法能够较好满 足低成本三维扫描系统中点云删减处理的需求。     

计算机辅助牙齿隐形正畸系统

针对牙齿隐形正畸术依赖于预先排齐错位牙齿的需求,提出了包括牙齿形状建模以及虚拟矫治2个部分的完整的计算机辅助牙齿隐形正畸系统.该系统的输入是由光学扫描获得的牙颌数字模型,输出用于快速成型加工的中间母模模型,主要包括牙齿分割、牙齿修复、牙齿运动设计、牙龈变形、矫治方案制定以及虚拟咬合等环节.基于牙颌模型的几何特征,采用两步牙齿模型分割方法:首先确定分割区域,进而利用控制曲线裁切获得光滑边界;对于相邻牙齿之间的缺失区域,利用控制曲线网指定曲面位置约束,并利用微分坐标方法重建;采用移动最小二乘插值解决牙龈变形中由于求解大规模线性系统而导致的消耗内存过多问题.该系统是生产隐形矫治器的关键步骤,同时也为医生诊断病情提供了可视化虚拟环境.近50例临床试验结果表明,该系统能够有效地进行牙齿矫治,并正在进行产业化.     

基于最佳圆弧样条逼近的快速距离曲面计算

距离曲面是一种常用的隐式曲面,它在几何造型和计算机动画中具有重要的应用价值,但以往往在对距离曲面进行多边形化时速较慢,为了提高点到曲线最近距离计算的效率,提出了一种基于最佳圆弧样条逼近的快速线骨架距离曲面计算方法,该算法对于一条任意的二维NURBS曲线,在用户给定的误差范围内,先用最少量的圆弧样条来逼近给定的曲线,从而把点到NURBS曲线最近距离的计算问题转化为点到圆弧样条最近距离的计算问题,由于在对曲面进行多边形化时,需要大量的点到曲线最近距离的计算,而该处可以将点到圆弧样条最近距离很少的计算量来解析求得,故该算法效率很高,该实验表明,算法简单实用,具有很大的应用价值。     

非计算机专业计算机网络课程教学改革初探

如何建设适合非计算机专业计算机网络课程的教学方式、方法,提高学生的学习兴趣,增强学生学习主动性,培养学生分析问题、解决问题的能力,针对这一问题,浙江大学宁波理工学院计算机网络课程组根据学院实际情况,对非计算机专业计算机网络课程改革作了有益的探索,取得了一定的成果。     

基于样本的大规模人群快速创作

人群作为虚拟环境中必不可少的一部分,能够极大地提高场景的真实感.文中提出一种基于样本的大规模人群快速创作方法,将人视为具有分布和角色信息的粒子,通过从真实图片中获取包含小规模人群粒子信息的样本,由样本建立Wang Tile集合,使用Wang Tile非周期性拼接覆盖场景区域,从而快速生成任意规模人群.文中的创作方法简单快速,用户只需输入若干样本和场景区域.同时,用户可以通过调整Tile的边颜色快速地进行局部人群修改,也可以使用密度图得到用户需要的效果.实验给出了3个场景的人群创作效果,表明文中的方法可以十分迅速地生成大规模具有真实分布信息的多样人群.     

蒙太奇网格融合

三维物体融合是一种新的几何造型方法,它利用三维模型之间的剪贴操作从两个或多个现有的几何模型中光滑融合出新的几何模型.提出了一种基于局部调和映射的三维网格蒙太奇融合新方法.首先利用网格上的近似等距线算法来抽取出待融合区域,然后对两个待融合区域进行带内孔的调和映射参数化,最后通过拓扑合并和融合控制来实现网格的光滑融合.与原有的基于全局调和映射的融合方法相比,新方法的算法效率大幅度提升,求解时间不再随融合模型顶点数的增加而呈指数增长;减少了二维网格拓扑合并中奇异情况出现的概率,提高了算法的稳定性;被剪切网格的细节得到完整保留;消除了原算法对融合区域拓扑的限制.实验结果表明,此方法可以用来生成许多三维动画中的特殊夸张造型效果,在影视动画中具有应用价值.     

基于广义元球的一般约束变形

在计算机动画和形状设计中，变形是一个非常重要的工具.基于广义元球所具有的特殊势函数分布，提出了一个新的包含点、线、面和体约束的一般变形模型.用户定义一系列约束、每个约束的影响半径和偏移量，变形模型根据每个约束和其影响半径产生该约束的广义元球.广义元球确定了一个以约束点集为中心的势函数，该势函数在约束点集处为1，在影响半径处渐变为0.模型直接对整个空间进行变形，而与物体的表示无关，并且变形可由偏移量和广义元球的参数来细微调整.实验表明，该一般约束变形模型不仅有效，而且使传统方法难以做到的线、面、体约束变形成     

关键帧动画物体变形动画和过程动画

一、关键帧动画关键帧的概念来源于传统的卡通片制作。在早期WaltDisney的制作室，熟练的动画师设计卡通片中的关键画面，也即所谓的关键帧，然后由一般的动画师设计中间帧。在三维计算机动画中，中间顿的生成由计算机来完成，插值代替了设计中间帧的动画师。所有影响画面图像的参数都可成为关键帧的参数，如位置、旋转角、纹理的参数等。关键顿技术是计算机动画中最基本并且运用最广泛的方法。另外一种动画设置方法是样条驱动动画。在这种方法中，用户指定物体运动的轨迹样条，轨迹样条由用户交互给出。几乎所有的动画软件如Alias、bofti…     

关节动画人体动画基于物理模型的动画技术

在三维计算机动画中，把人体作为其中的角色一直是研究者感兴趣的目标，因而关节动画越来越成为人们致力解决的研究课题。在这一方面引人注目的早期工作从动画电影《TonydePeltrie》和《RendezvousaMontreal》可见一斑，而近期在这一方面的工作更是令人惊叹不已，如电影《终结者Ⅱ》、《保罗纪公园》。虽然计算机动画在广告、娱乐、教育、科学计算可视化和仿真等领域占据越来越重要的角色，人体和动物动画的许多问题仍未很好解决。人体具有200个以上的自由度和非常复杂的运动，人的形状不规则，人的肌肉随着人体的运动而变形，人的个性、…     

工作站动画软件介绍

计算机动画技术的高速发展，给人们带来了越来越多变幻莫测的视觉效果。随着《侏罗纪公园》、《真实的谎言》、《阿甘正传》等高科技电影在国内的推出，计算机动画日益成为人们谈论的热点之一。本文石工作站上常用的动画软件作一个简单的介绍。Alias是一套运行于高性能图形工作站（如美国SGI公司的PersonalIris）上的高性能、低成本的新一代设计、造型、动画制作软件。作为全球最好的建模和动画制作工具之一，它将先进的造型、仿真和交互技术集于一身，为设计者提供了高性能的三维设计、逼真显示、和方便灵活的动画制作手段。有了这一先…