骨架驱动的网格模型自适应变形技术研究

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数字几何处理技术是计算机图形学的一个重要分支,近年来在多个领域都得到了长足的发展,而网格模型变形技术作为其中的重要组成部分,得到了国内外众多专家学者的研究与关注,且在互动游戏、影视娱乐、计算机辅助设计、工业设计、仿真等领域有着越来越广泛的应用价值,其中基于骨架的网格模型变形技术以其通过简单操作就可控制复杂模型进行高效变形的特点得到了众多3D动画软件如3DMax,Maya等的支持。本文对基于骨架的网格模型变形技术进行了深入的研究,以计算机辅助设计、计算机图形学、计算几何等为理论基础,根据国内外的研究现状,针对现有的基于骨架的网格模型变形算法多需要十分复杂的骨架预设且网格模型的变形多以单一骨架驱动等不足,提出了一种新的基于多骨架点驱动的交互式局部自适应变形方法,可以实现通过多骨架点空间位置自适应的变换带动网格模型光顺自然地变形。本文的主要内容有:1)介绍了本文的研究背景、意义,对骨架驱动变形技术的研究现状进行了综述并着重介绍了本文采用的基于拓扑结构的骨架提取算法2)提出了基于Bezier曲线的骨架点空间位置变换算法,通过将骨架点插值构造二次Bezier曲线,交互式拖动任意骨架点计算与之相连的多骨架点空间位置的自适应变换;3)提出了将骨架与对应的模型表面局部区域顶点重新绑定以增强骨架对模型的控制力以便实现更加光顺的模型变形效果;4)提出了骨架与对应模型表面局部区域顶点重新绑定后的亲密度的计算算法,使模型变形更加自然、平滑。
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