鲁棒的水密流形网格修复

针对未经修复的网格模型一般存在非流形结构,常带有孔洞、法向不一致、自交等缺陷,很难直接应用到后续基于网格的应用中的问题,提出一种保持输入网格特征的鲁棒水密流形网格修复算法.首先利用Manifoldplus算法和卷绕数(winding number)构建能够区分输入网格内外且逼近输入网格的水密流形引导曲面;然后利用引导曲面计算受限Voronoi图(restricted Voronoi diagram,RVD);再通过对偶得到受限三角剖分(restricted Delaunay triangulation,RDT);将非流形问题分解到RVD和RDT计算过程中,保证计算的RDT即为修复后的水密流形网格;最后在原始网格边中添加辅助点,保持原始网格特征.基于Windows 10平台,在ModelNet10公开数据集上进行实验的结果表明,所提算法在输出网格的平均精度为1.54×10^(-6),与Manifoldplus算法相当;但是当输入的模型包含孔洞时,Manifoldplus算法无法将孔洞合理地填补,而该算法能够合理地填补孔洞.

人手抓取物体的三维数据集的建立及应用

真实人手抓取数据在人类抓取行为分析和机器人类人抓取等研究中起到至关重要的作用。抓取数据集中应包含复杂形状的三维物体信息、抓取点的信息以及手的姿态和形状,然而目前普遍方法是采集视频图像并从中估计人的抓取行为,导致不能准确记录手部各个关节的自由度信息。利用虚拟现实技术建立虚拟环境,利用数据手套直接捕捉在虚拟环境中三维物体和手部姿态信息作为抓取数据。提出的数据集包含生活中常见的49类物体中的91个不同形状的物体(每个有108个姿态)以及共52173人次的抓取记录,规模和丰富性都远远超过了已有的用于研究人类的抓取行为和研究以人为核心的抓取技术的数据集。此外,使用采集的数据集进行抓取显著性分析和类人抓取计算,实验结果验证了数据集的应用价值。

单材料几何微结构设计研究综述

增材制造(3D打印)技术的快速发展促进了复杂几何结构在航空航天、辅助医疗、交通运输等工业生产中的应用.在自然界中广泛存在并具有优异物理性能的几何微结构可以通过3D打印的方式进行制备.如何设计几何微结构以达到特定物理性能目标的问题已成为计算机辅助设计、计算机辅助工程、机械工程与材料科学学科交叉的一项研究热点.本文对近年来面向单材料3D打印的几何微结构设计工作进行综述,系统地梳理了几何微结构的主要设计方法.首先,本文从几何约束和物理目标两个角度介绍了几何微结构的设计要求;随后将几何微结构单元的设计方法从优化方法、参数化方法和过程式方法三个类型分别进行了详细阐述与分析;此外,本文也对几何微结构单元在给定形状空间内的合成方法进行了总结.最后,本文对目前几何微结构设计研究中待解决的问题进行了讨论,并展望了可能的发展方向.

基于样本的线条画风格转换与定制方法的研究

提出了一种利用线条画作为样本对任意线条画进行风格转换和定制的方法,该方法不仅可以将样本图风格转移到目标图,还可以方便地控制目标图与样本图之间风格的相似程度.该方法主要采用基于细分笔划的风格相似性比较算法,可在多层次上把目标图转换为样本图风格,不仅如此,还通过定义风格的插值操作实现对风格的定制.与已有方法相比,文中方法只需少量的样本笔划即可进行风格转换,并且通过风格定制,使风格转换具较强的交互可控性.文章最后通过实例证明了方法的有效性.

一种随机聚合网屏的生成算法

提出了一个构造随机聚合网屏的新算法 .该算法首先构造一个大抖动矩阵 ,随机遍历抖动矩阵的元素 ,在自由元素处放置选定半径的离散圆盘 ,获得网点的中心 ,这样构造出一个由数千个随机放置的网点组成的大抖动矩阵 ,然后对网点中心进行 Delaunay三角化 ,计算出每个网点的最大表面 .再把每个网点划分成 2 5 6份等密度区域 ,得到一个初步的阈值矩阵 .对这个阈值矩阵进行平滑处理 ,可得到最后的抖动矩阵 .通过改变盘子的半径 ,可以使网点的大小能适应特定的印刷设备 .实验证明 ,使用这种方法产生的随机网屏对高分辨率的印刷设备效果显著 ,12 0 0 dpi的打印机用半径 r=8产生的随机网屏 ,相当于 15 0 lpi的传统网屏 .

面向专色印制的油墨定制及图像分色算法的研究

为了能采用较少种油墨印制出色彩鲜艳的连续调图像,提出了一种面向专色印制的油墨定制及连续调图像分色算法。连续调图像是指存在着色调、亮度与饱和度的连续变化的真彩色图像。该算法首先根据图像的颜色属性,建立油墨定制与分色的约束最优化模型,然后采用迭代法来完成油墨定制及图像分色。实践证明,使用该算法能够以较少种类的油墨,在不允许叠印的前提下,印制出色彩鲜明的连续调图像。该算法还可广泛应用于印染、陶瓷印花等行业。

一种基于对象的图案表示与设计方法

本文提出了一种基于色片对象的图案数据集成表示方法，对不同的应用领域，如印染、提花、陶瓷等行业，可建立不同的数据视图，建立面向行业的设计概念。在此基础上定义了对色片对象的三种运算，色片加（＋）、色片减（－）、色片替换（＠）。图案的设计与工艺处理通过对色片对象施加这三种运算来完成。这种图案的表示与设计方法便于生产设计人员对图案的理解及操作，同时能够很好地支持分布式协同图案设计。

基于对象的图案表示模型与设计方法的研究

提出了一种基于色片对象的图案表示模型 ,解决了大幅面、高精度图案存储量大且设计效率低的难题 .针对不同的应用领域 ,如印染、丝织、广告设计、专色印刷、陶瓷、艺术图案创作等行业 ,图案具有不同数据视图的特点 ,形成了面向行业的设计概念 .在图案表示模型基础上 ,定义了对图案色片对象的 3种操作 :色片加 (+ )、色片减(- )、色片替换 (@) .图案的设计与工艺处理通过对色片对象施加这 3种操作完成 。

计算机辅助设计需要网络协同和概念沟通

第2届国际计算机辅助工业设计和概念设计会议(CAID&CD’99)于1999年11月23～27日在泰国曼谷召开。会议由泰国国家电子与计算机技术中心主办,有50余人参加了大会。

中韩联合探讨“几何与可视计算”

2005年8月24～25日，首届中韩联合几何与可视计算学术会议在韩国釜山召开。来自中韩两国计算机辅助设计与制造领域的80多名专家、学者参加了会议。20多人在大会作了报告。大会上来自山东大学的张彩明教授作了题为“Determine Knot by Minimizing Energy”的报告，屠长河副教授作了题为“Continuous Collision Detection for Linear Swept Spheres under Rational Rigid Motions”的报告。

基于无向图的图像整体骨架表示模型及其算法

在图像处理、模式识别等领域 ,往往需要求解图像的骨架来获得图像特征的最有效的数字化信息 .该文提出了一种基于无向图的图像整体骨架表示模型 ,并基于这一模型设计实现了图像的骨架化算法 .它通过专门的分割算法 ,对图像进行分割并用无向图表示 ,然后对无向图中各顶点采用多边形近似方法进行骨架化 .算法充分利用了图像的全局和局部信息 ,具有速度快、效果好等优点 ,并得到了实际应用 .

参数化设计中的对象约束模型及反向约束的研究

应用图论方法 ,建立了基于有向超图的对象约束模型 ,提出了压缩十字链表形式的网状存储结构 ,能够完整、准确地记录设计者的设计意图 ,实现尺寸及参数驱动图形的功能 ,清晰地表示约束间的双向约束关系 ,有效地实现了约束的传播与求解 ,其完备的表示方式可方便地实现反向约束求解 .同时利用面向对象技术 ,高效地实现了实体及约束建模 ,采用相应的类层次结构 ,充分发挥对象的封装性和扩展性 ,提供了一种方便灵活的参数化设计方法 .

一种基于LCS的物体碎片自动拼接方法

提出了一种基于最长公共子序列(LCS)的物体碎片自动拼接方法,用于获得两块碎片间的最可能的拼接结果.同时还设计了一种有效的数字曲线曲率计算方法和具有线性时间复杂度的重叠检测算法,以提高拼接的速度和准确性.首先对物体碎片的图像进行预处理,获得其轮廓曲线,并根据特征点划分成子轮廓曲线,然后计算其数字曲率,得到曲线的特征串表示,最后找出两个子轮廓曲线之间的 LCS,对坐标变换的拼接结果进行重叠检测,并按照给出的度量标准进行排序,找出最优的拼接结果.实验表明,该方法计算简单、有效,能找出物体碎片合理的拼接结果.

点云模型上测地线的计算

给定点云模型上2点,将点云数据沿与xyz三坐标轴垂直方向进行单元剖分后,采用Dijkstra算法求出2点间的最短路径作为初始测地线;然后通过带弧长最短约束的平方距离最小化方法对初始测地线进行迭代优化,计算得到点云模型上给定2点间的一条样条表示的精确测地线.文中算法只需局部拟合抛物曲面,无需对点云模型进行三角化或曲面重建,适合大规模点云数据模型上测地线的计算.

基于形状演化的线条画风格转换与变形

根据线条画和线条画中笔画的形状特征,运用平面形状演化理论对线条画和笔画的形状进行平滑或增强,并对宽度进行相应的调整,最后得到不同风格的线条画·该风格转换不需要任何样本,而且能够控制转换的程度,提高了线条画风格转换的自由度·

带状图像交叉区域的骨架求解算法

交叉区域的求解技术是图像骨架化中的难点 .在基于无向图的图像整体骨架表示模型及算法的基础上 ,提出了图像交叉区域 (如 X形、K形等 )的骨架求解算法 .它根据图像交叉区域在无向图中的位置和邻接关系确定图像交叉区域的形状 ,并根据几何近似原理 ,用多边形近似方法对不同形状的交叉区域进行求解 .算法充分利用图像的拓扑信息 ,具有速度快 ,效果好等优点 。

基于均匀网格的Delaunay三角网算法在随机聚合网屏中的应用

Delaunay三角网一直是一个重要而有意义的研究课题 ,并具有极其广泛的用途 .经过 2 0多年来的研究 ,它的生成算法已趋于成熟 .为了满足印刷、印染系统中随机聚合网屏生成的实时性需要 ,将一种新的算法引入到FM网屏技术中 ,并首先简要介绍了 Delaunay三角网的特性及生成算法的分类 ;然后主要介绍了一种基于均匀网格的 Delaunay三角网生成算法在随机聚合网屏中的应用 ;最后给出了算法的正确性证明 .经测试 ,该算法的运算速度相当快 ,具有接近于线性的时间复杂性 ,能够满足排版印刷、印染系统中随机聚合网屏生成的需要 .

觅特色人才培养之路,求育人模式创新之道——从数字媒体技术专业建设谈起

数字内容产业是一个基于高知识含量、高文化容量、高技术质量和大规模分工协作的产业。本文分析了数字内容产业对人才需求的特点,总结了国内外数字媒体技术人才的不同培养模式和不同特色定位,最后介绍了我校在探索特色人才培养方面的具体做法和措施。

基于线条画的2.5D卡通模型

在卡通设计中,为了通过少量的2D视图生成卡通对象任意方向的视图,形成类似对象旋转的3D效果,提出一种基于线条画输入的2.5D卡通模型.基于正交的2个视线方向上卡通对象的线条画,把其中的笔画表示为2.5D结构并进行分类,然后根据笔画的类别分别用形状插值或类比的方法生成新的形状;用画家算法结合分组的方法判断笔画的可见性,以自动生成2个输入方向中任意方向的视图.实验结果表明,该模型减少了对特定绘画程序的依赖,在中间视图的质量上比已有方法有很大提高.

测地环的实时计算与交互选择

针对测地环在模型分割等应用中的实时性和交互易用性的要求,提出一种基于测地环与测地Morse-Smale鞍点之间的内在联系的快速测地环算法.首先利用快速前进法计算以曲面上给定点为源点的测地距离场;然后对于距离场中的每一个测地Morse-Smale鞍点,追踪出其对应的测地环;最后给出2种测地环交互的方式:借助人工交互选出与笔画轨迹最匹配的测地环,基于与模型凹陷特征的匹配程度自动选出最佳测地环.通过大量的实验结果,展示了该算法的有效性和有用性.