论文部分内容阅读
三角网格模型的变形技术一直是计算机图形学领域的研究热点,其研究成果已经广泛应用于影视动画、游戏开发、虚拟现实等领域,并且也被应用于教育领域,如医学教育、技能训练等。网格变形算法能否满足近似刚性的要求以及算法的鲁棒性一直是评价网格变形算法优劣的重要标准。基于Laplacian坐标网格变形技术能够较好的保持模型的细节特征,但由于其自身缺陷,大尺度变形会发生细节扭曲,前人算法的鲁棒性也存在问题。基于此本文在深入研究Laplacian网格变形方法的基础上,针对其存在的问题及算法的鲁棒性方面开展工作,提出相应的改进算法,并开发了有一定应用价值的网格变形系统。本文的内容主要有四个方面：1.对网格变形技术的研究现状进行了综述,阐述了各自的原理以及优缺点,深入研究了基于Laplacian坐标的网格变形技术。2.为了解决Laplacian坐标在网格变形过程中存在的旋转变化问题,提出了基于法向修正的Laplacian网格变形算法。基于余切权Laplacian坐标的几何意义,采取多次迭代的方法修正变形后Laplacian坐标向量的方向,使其逼近变形后的曲面顶点法向。该算法收敛速度快,稳定性高,并且实现了自然合理的变形效果,有效地防止了模型细节特征的损失和不合理的局部体积变化。3.研究并实现了经典的近似刚性的曲面造型算法,指出了其在处理退化网格时存在的鲁棒性较差的问题。针对该问题提出了鲁棒的近似刚性的网格变形算法。该算法在对网格模型变形过程中加入必要的特征保持的网格优化处理环节,从而有效地提高了变形结果的质量和算法的鲁棒性。4.为了使本文提出的网格变形算法面向用户,本文设计开发出了网格变形系统。该变形系统实现了模型的输入输出,模型的显示,交互操作,变形编辑等功能,可以使用户根据变形意图快捷有效的进行网格模型的变形编辑。