轻松勾画交互的三维形状混合

论文摘要

三维形状混合是计算机图形学里一个持久热门的话题。三维形状混合简单的说是给定原始模型和目标模型，我们需要实现连续平滑的从原始模型过渡到目标模型。三维形状混合可以分为两大步骤：一是顶点对应问题，二是顶点路径问题。本文提出了一种新颖易用的三维形状混合系统（3D Morphing System）。对于顶点对应问题，本文从高层次（high-level）和低层次（low-level）两方面着手：在本文系统中，用户只需要简单地在原始模型和目标模型上相应的手绘的勾画（Sketch）将两个物体同时分割成相对应的有意义的几个部分来指定高层次的对应。然后用户可以使用系统提供的一些工具简单轻松地在两物体相对应的部分标注特征点或者特征线对应来引导低层次的顶点对应问题。对于顶点插值问题，本文提出了一种基于骨架的顶点插值方法，同时考虑物体外部特征和内部特征来避免中间结果的扭曲萎缩。基于我们的系统操作的简单轻松和易用性，一般的用户也能随意的使用本系统进行三维形状混合操作。文章中的许多结果说明了我们系统的特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 背景
• 1.1.1 三维形状混合（3D Morphing）概述
• 1.1.2 基于勾画（Sketch）的交互方式
• 1.2 本文的提出
• 1.2.1 高效的用户交互
• 1.2.2 高层次（High-level）和低层次（Low-level）的对应
• 1.2.3 平滑的插值
• 1.3 文章结构
• 第二章 基于勾画的形状混合系统
• 2.1 基于勾画的系统框架
• 2.2 基于勾画的用户交互工具
• 2.2.1 勾画（Sketch）
• 2.2.2 套索（Lasso）
• 2.2.3 画刷（Brush）
• 2.3 其他交互工具
• 2.3.1 锚点（Anchor Point）与锚线（Anchor Line）
• 2.3.2 骨架（Skeleton）
• 第三章 基于勾画的形状混合算法
• 3.1 顶点对应问题（Vertex Correspondence）
• 3.1.1 高层次（High-level）对应
• 3.1.1.1 网格分割（Mesh Cut）
• 3.1.1.2 Components对应
• 3.1.2 低层次对应
• 3.1.2.1 画刷（Brush）——特征点对应
• 3.1.2.2 锚点（Anchor Point）和锚线（Anchor Line）
• 3.1.2.3 锚线之间的点匹配
• 3.1.3 全局顶点对应问题
• 3.1.3.1 LS-Mesh（Least Squares Mesh）
• 3.2 顶点路径问题
• 3.2.1 骨架抽取（Skeleton Representation）
• 3.2.2 局部坐标架构建
• 3.2.3 骨架插值（Skeleton Interpolation）
• 3.2.4 顶点插值
• 3.2.4.1 顶点绑定
• 3.2.4.2 插值和混合
• 3.3 形状混合结果
• 第四章 总结与展望
• 4.1 总结
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间完成的学术论文