一种基于拓扑分析的三维模型描述子及其应用研究

论文摘要

拓扑特征是三维模型特征中相对高层的信息,由于它更符合人类的直觉感知,使得拓扑特征在三维模型表示方面更为自然、有用。但当前大多数算法对拓扑特征的使用,往往局限于连通性等基本的拓扑性质,对整个模型的描述还不够准确。本文基于拓扑分析相关理论,研究了一个新的模型描述子ATSegGraph,通过在单纯复形生长的过程中提取最小环约束,融合拓扑特征和几何特征,改进了对拓扑性质利用的现有局限,不仅能够更为准确描述模型,还能够简化相关算法的复杂性和处理难度。本文进而探索了该拓扑描述子在模型分割与检索方面的典型应用。三维网格模型的自动分割是近年来计算机图形学中的重要问题之一,有着广泛的应用前景。利用ATSegGraph,可在未预设分割参数的条件下,对三维网格模型进行自动分割。与半自动分割方法的对比实验表明,本文方法有效地实现了对三维模型模型的自动分割。随着三维模型数量的增长,有效的三维模型检索技术的发展成为一个重要的课题。实验表明,利用ATSegGraph,定义合适的相似度,可有效计算模型之间的相似程度,为模型检索工作做充分的准备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 本文主要工作
• 1.3 论文结构
• 第2章 三维模型描述子及应用研究现状
• 2.1 基本概念和定义
• 2.1.1 特征
• 2.1.2 特征提取
• 2.1.3 三维模型描述子
• 2.2 基于拓扑分析的三维模型描述子现状
• 2.2.1 简介
• 2.2.2 多分辨率Reeb图
• 2.3 三维模型典型应用之一——三角网格模型分割
• 2.4 三维模型典型应用之二——三维模型检索
• 2.4.1 三维模型算法流程
• 2.4.2 三维模型检索算法
• 2.5 本章小结
• 第3章 一种新的基于拓扑分析的三维模型描述子
• 3.1 单纯复形生长
• 3.2 定义
• 3.3 构造
• 3.3.1 增长函数的确定
• 3.3.2 映射函数的选择
• 3.3.3 构造的具体过程
• 3.3.4 ATSegGraph的性质分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于ATSegGraph的应用
• 4.1 基于ATSegGraph的三维分割
• 4.1.1 算法步骤
• 4.1.2 实验分析
• 4.2 基于ATSegGraph的三维检索
• 4.2.1 基于ATSegGraph的图比较算法
• 4.2.2 相似度的计算
• 4.2.3 实验分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 结束语
• 5.1 工作总结
• 5.2 未来展望
• 参考文献
• 致谢