近似刚性的快速点云变形算法

针对大规模的复杂点云模型,提出了一种非线性变形算法.通过保持局部邻域的刚性使得点云模型进行近似刚性的变形,在大尺度变形时有效地保持几何细节和体积;为了保证求解过程的收敛性,对原始点云进行聚类,快速生成其简化点云,进而在稀疏的简化点云上完成变形,并将该变形作用给原始点云以得到合理的初始结果.此外,还给出一种动态重采样方法,以消除变形造成的冗余点和裂缝.实验结果和对比数据表明,文中算法简单高效,能够防止几何细节的扭曲和明显的体积变化,获得了令人满意的变形效果.

热测地场控制的近似刚性网格变形技术

为保持三维模型局部细节,修正近似刚性网格变形算法(ARAP)应用于大尺度以及非完全刚性变形中出现的扭曲、翻折问题,提出了一种基于测地场约束的近似刚性变形方法。首先对模型进行Laplacian变形,并通过奇异值分解求得局部单位的旋转矩阵,计算模型刚性变形能量;然后通过求解稀疏线性系统,更新变形点,再通过求解两次稀疏线性系统,计算变形过程中产生的测地场偏差,并修正变形网格,得到与原始网格测地场接近的变形结果;反复迭代上述步骤,直到热测地场偏差满足一定要求,获得最终变形结果。结果表明,该方法能在网格变形过程中快速地完成网格点修正功能,在应用于大尺度变形中也能有效地避免网格出现翻折问题。