基于空间变换的三维模型变形方法研究

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三维模型变形在计算机动画中占有很重要的地位,随着计算机软硬件技术的发展,人们对三维动画技术提出了更高的标准,为了使三维动画能够更好地满足于社会需求,需要提高三维模型变形的质量,基于此,三维模型变形引起了许多学者的关注。成为了研究的热点。在第二部分内容中我们简单介绍了本篇论文的实验平台,包括OpenGL的基本知识、三维模型的数据格式以及关键词所表示的含义,实现了对三维模型OBJ文件的读取与绘制,这些工作都是为三维模型的待变形区域确定以及表面编辑作准备。我们分析了其他学者提出的算法之后,给出了自己的三维模型变形方法。首先通过点约束源进行一次约束来确定模型的待变形局部区域,如果这个区域不太精确,达不到预设目标,再使用空间平面进行二次约束,经过再次计算之后的模型待变形区域基本能达到使用者的要求,降低了对非变形区域的影响。在模型待变形区域选定之后,就要对三维模型进行变形,我们把三维几何变换知识与势函数值的计算有效地结合起来,使每个三维模型顶点在变形时都有相对应的权值,按照权重进行平移、缩放、旋转,由于在二次约束时使用的是三维模型顶点到空间平面的距离,三维模型顶点权值呈现缓慢的递增或递减趋势,通过这种方法降低了塌陷、断裂给变形结果带来的影响。最后,我们又根据空间矢量的线性变换关系,提出了一种新的变形映射。利用此变形映射,能够使模型待变形区域中的三维模型顶点移动到以点约束源为球心、影响半径为球半径的球面上,拓展了变形方法。大量实验结果证明,我们的方法能够很好地模拟物体的变形,算法稳定、计算精确、变形结果比较自然。
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