三维人体的草绘建模方法

提出了一种三维人体的草绘建模方法,允许用户分层次绘制人体骨架线和轮廓线草图,并快速生成三维人体模型.该方法的特征主要表现在两个方面:首先,采用层次化的人体截面模板进行形变,并使用基于距离的描述子在人体模板库中检索最符合用户绘制的模板,使结果模型更能体现人体草图特性;其次,采用参数驱动的三维人体模型生成方法,将草图轮廓特征与模板轮廓进行对应并计算三维形变参数,最后对人体模板进行形变生成三维人体模型.实验结果表明,该方法能够快速构建符合用户绘制意图的三维人体模型.     

采用草绘轮廓的3维人脸建模方法

为方便用户进行3维人脸形状设计,提出一种基于手绘轮廓的3维人脸建模方法。该方法的主要特点在于,一方面,引用姿态估计技术对人脸草图进行解析,将用户绘制的侧视人脸草图转换成对应的正视人脸草图,可支持用户选择多个视角绘制人脸;另一方面,采用多层映射机制建立人脸草图特征点与3维人脸特征点之间的一一对应关系,由对应特征点之间的形变量来控制生成3维人脸,保证草图笔画的几何形状信息能有效映射到3维模型中。实验结果表明,文中方法能快速生成形状新颖的特定人脸,可有效支持用户进行3维人脸形状的手绘建模。     

融合意图捕捉的笔式草绘特征建模

实现了一种基于笔式草绘特征建模方法.该方法模仿传统的纸笔草绘交互设计方式,利用意图捕捉机制揣测用户的设计意图,并采用基于特征的建模方法构造出三维实体概念模型.支持在模型表面上直接草绘截面和轨迹线,并通过特征切削或添加操作构造复杂物体模型;初步实现了基于手势的模型编辑操作.实验结果表明,该方法简单、高效,适合于快速表达不精确的概念模型.     

计算机辅助三维概念形状草绘设计研究进展

指出了计算机辅助三维概念形状草绘设计的定义及其应具备的几个功能;阐述了国内外该领域的研究现状;并对概念形状草绘设计中应用的多种三维建模技术进行了分析和比较;提出了制约三维概念设计草绘系统发展的主要因素及解决方法．     

素描式草绘的三维花朵建模

三维花朵建模是虚拟现实中的重要部分,花瓣作为一种自由曲面,是整个建模的重点。提出了一种由非常自然的素描式草绘方式构造三维花朵模型的方法：从草绘图形中分析和提取信息,由这些信息计算出的横截面曲线来构造花瓣的曲面形状。通过草图绘制、笔划特征分析及识别、空间位置估计及曲面构造这几大步骤完成对花朵的三维建模。     

面向概念设计的实体草绘建模

提出了一种简单、快速、高效的基于草绘设计的概念模型创建方法.该方法模仿传统的纸笔草绘设计方式,允许用户自由地在笔式用户界面上勾画特征笔划,然后根据笔划的形状和位置关系采用基于特征的实体建模方法构造不同的扫描特征体素.在此基础上,采用了基于意图捕捉的特征添加及切削机制创建复杂的实体模型,给出了一些关键算法的实现过程.实验结果表明:该方法能够较好地应用到联机三维概念模型快速创建过程中.     

一种基于手绘草图的三维建模方法研究

研究一种基于手绘草图进行三维建模的方法。将用户界面分为手势区、轮廓区、控制区、信息提示区等。根据手势区输入的手势以及控制区输入的控制信息,对轮廓区输入的二维信息构建三维模型。采用模板匹配的方法识别用户手势,采用容差环的方法识别用户输入的物体轮廓,根据生成的三维数据之间的分层信息构建物体表面三角网格,对物体进行三维建模。     

在线手绘草图识别中的用户建模方法

提出了一种在线手绘草图识别的用户建模方法。该方法首先利用用户输入笔划的速率和曲率特性进行笔划特征点抽取和笔划分段,从而将用户的输入草图分解成基本图元表示;进而,利用决策树收集和记录用户输入草图的时序信息,实现对复杂手绘草图的用户建模和在线识别,并通过对用户输入模式使用频率的统计实现对用户模型的动态管理和更新。实验表明:该方法不仅能显著提高复杂图形的识别效率,而且具有在线训练能力。     

概念图形草绘设计技术研究

针对概念草图的输入输出问题,采用了基于草绘输入的交互式图形设计方法,实现了单笔划草绘轨迹主动分段识别与规整方法;运用了基于笔式手势的草图编辑方法,并将概念草图以DXF的格式输出,实现与现有CAD系统之间的集成.根据手势设计原则以及草图编辑的需要,定义并实现了选择、删除、移动等10种手势,同时采用感知器线性分类方法对手势进行识别.实例表明:手势编辑模式能够改善传统编辑方式在自然性与智能性方面的不足.     

基于草绘辅助3D动画综述*

提高3D动画的制作效率是发展3D动画的一个关键问题,随着计算机硬件技术和辅助技术飞速发展,为解决这一问题提供了可能。基于草绘交互方式的辅助技术正受到相关研究者的关注。简要地回顾了基于草绘辅助技术的研究现状和发展历程,总结分析了其在3D动画制作中各环节的辅助技术,并对今后的发展方向进行了展望。     

基于手绘输入理解的智能3D几何建模系统

近年来,图形学领域已经开发了大量的3D建模和可视化工具,但是这些工具的界面往往过于复杂,制约了设计人员的创造性工作,也进一步限制了这些工具为普遍用户所使用。事实上,理想的3D建模工具应该提供给用户以尽可能自然、简单的操作,例如基于电子笔的草图输入,而且随着移动设备的发展,也使之成为图形学中更有前景的研究方向。文章论述了当前支持手绘的建模技术的研究现状,并提出了一个更加智能化的多模块建模体系,突出了交互技术、智能理解和高质量的可视化输出技术的结合;而且针对手绘输入的不明确性,着重分析了图形数据的基于特性的语义描述,提出了智能的逻辑推理模型,并进一步描述了下一代融合自然输入、逻辑推理与虚拟显示于一体的智能图形建模系统的实现。预测了人工智能技术与CA D技术的结合将是未来图形学领域发展的主要方向之一。     

浅析3D动漫造型协同创新设计方法

动漫造型的设计是一项依赖于脑力、创造力以及想象力的活动,能够体现出知识经济的特点,其中需要交互式的图形系统和分析计算为主的计算机辅助设计系统,这样才能为设计人员提供工具,实现人机交互．但是这并不能为设计人员的创造性思维有所帮助,也不能支持协同设计。本文首先对3D动漫造型的发展情况进行简述,之后分析3D动漫造型协同创新设计研究现状,结合现状提出3D动漫造型协同创新设计方法,从而引发动漫产业在国际市场上的发展,保证期发展前景的广阔性。     

3D sketching for aesthetic design using fully free-form deformation features

This paper addresses the designers’ activity and in particular the way designers express an object shape in 2D sketches through character lines and how these lines form a basis for sketching shapes in 3D. The tools currently available in commercial CAS/CAD systems to manipulate the digital models are still not sufficiently suited to support design. In this paper, the so-called fully free-form deformation features (δ-F⁴) are introduced as a modelling method to take into account the curve-oriented stylists’ way of working. Both the advantages of a free-form surface deformation method and a feature-based approach are merged to define these high-level modelling entities allowing for a direct manipulation of surfaces through a limited number of intuitive parameters. Such features incorporate several characteristics designed to handle the uncertainties and/or inconsistencies of the designer's input during a sketching activity. In addition, a δ-F⁴ classification is proposed to enable a fast access to the desired shape according to its semantics and characteristics.     

3D树木建模技术研究进展

3D树木建模一直都是计算机图形学、计算机视觉、虚拟现实等领域最具有挑战性的研究方向之一,国外学者在该领域做了大量研究工作,但3D树木建模综述性文章的缺乏成为其发展的制约因素。侧重从计算机视觉的角度,将当前国内外经典的3D树木建模方法分为基于图像,基于规则和基于草图等三类,并跟踪了最新的3D树木建模技术进展,对他们的成果进行了深入剖析,重点阐述3D树木建模关键技术。最后,分析和比较了几种主要的3D树木建模技术,提出轻量化3D树木建模技术是今后虚拟场景中的交互应用的发展趋势。此外,根据当前研究的难点提出了基于单张图像的轻量化混合建模的研究思路。     

三维地质体类三棱柱网格建模方法研究

针对三维薄层地层结构的形状特点,提出了一种利用类三棱柱网格构造三维地质模型的方法。该方法利用三角网格参数化在地层面三角网的基础上重建类三棱柱网格模型,避免了现有类三棱柱建模方法中切割三棱柱的复杂计算。同时给出了一种在类三棱柱网格模型中通过插入井分层点的小层三角网格来生成多层类三棱柱网格的模型细化方法,最后通过建模实例对方法进行了验证。     

一种新型人体三维建模系统的设计

设计了一款新型的人体三维建模识别系统。系统采用2片TI TMS320C64x+数字信号处理器组成算法核心单元,采用S3C6410嵌入式处理器实现时序及总线控制功能。该系统无需人体佩戴任何骨骼传感器网络,仅通过光学摄像头及图像处理算法即可完成人体三维运动建模,并可实现多人体运动目标的实时追踪功能。给出了该系统的实时多人三维运动建模结果,实测效果良好。     

A method of 3D modeling and codec

3D modeling and codec of real objects are hot issues in the field of virtual reality. In this paper, we propose an automatic registration two range images method and a cycle based automatic global registration algorithm for rapidly and automatically registering all range images and constructing a realistic 3D model. Besides, to meet the requirement of huge data transmission over Internet, we present a 3D mesh encoding/decoding method for encoding geometry, topology and attribute data with high compression ratio and supporting progressive transmission. The research results have already been applied successfully in digital museum. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60533070, 60773153), the Key Grant Project of Chinese Ministry of Education (Grant No. 308004), the Project of Chinese Ministry of Science and Technology (Grant No. 2006BAK12B09), and the Project of Beijing Municipal Science and Technology Commission (Grant No. Z07000100560714)     

Realistic modeling and animation of human body based on scanned data

In this paper we propose a novel method for building animation model of real human body from surface scanned data. The human model is represented by a triangular mesh and described as a layered geometric model. The model consists of two layers: the control skeleton generating body animation from motion capture data, and the simplified surface model providing an efficient representation of the skin surface shape. The skeleton is generated automatically from surface scanned data using the feature extraction, and then a point-to-line mapping is used to map the surface model onto the underlying skeleton. The resulting model enables real-time and smooth animation by manipulation of the skeleton while maintaining the surface detail. Compared with earlier approach, the principal advantages of our approach are the automated generation of body control skeletons from the scanned data for real-time animation, and the automatic mapping and animation of the captured human surface shape. The human model constructed in this work can be used for applications of ergonomic design,garment CAD, real-time simulating humans in virtual reality environment and so on.