基于微分坐标的网格morphing
[Abstract]:With the rapid development of computer graphics and hardware technology, computer animation as a new industry has penetrated into every corner of people's lives, such as commercial advertising, film stunts, animation, geometric modeling, industrial design and other fields. Morphing, as the main means of computer animation, is a kind of deformation, which refers to the continuous, smooth and natural transition from one object (initial object) to another (target object). Through this technique, designers can produce a new intermediate object to "fill" two given objects, and fuse new geometric shapes through the original geometry. As demand grows, a large number of three-dimensional objects morphing work. The objects here can be digital images, polygons, polyhedrons, grid surfaces, point cloud data, etc. This paper mainly focuses on the research of three-dimensional mesh surface morphing. In general, the morphing process of a mesh surface can be divided into two stages: 1. Grid registration 2. Shape interpolation. In this paper, the related knowledge of differential coordinates and the development of 3D grid morphing technology are deeply studied, classified and summarized. Aiming at the existing problems in 3D grid morphing and combining the properties of differential coordinates, a set of morphing algorithm based on differential coordinate system is proposed in this paper. In the stage of grid registration, we first make the constrained least square grid for the initial mesh and the target grid. In essence, we can get the new vertex position by modifying the differential coordinates of the grid vertex in the sense of least square, so that the initial alignment can be achieved. Secondly, we minimize the distance of the nearest point in two directions, and finally we construct the normal projection operator to complete the mesh registration. In the shape interpolation stage, the grid differential coordinates obtained in the registration stage are directly interpolated, and the differential information lost in the process of the difference is added to reconstruct the "key frame" grid. Compared with the traditional method, the algorithm can be implemented between the homomorphic meshes with arbitrary genus in registration stage, and the number of input meshes is not required, so the target grid can be reconstructed directly by using the link relation of the initial grid. There is no need for common parameter domain, and no mesh segmentation and fusion technology, which avoids many problems. Expanded the practicability, simplified the algorithm flow, improved the operation speed. In the part of shape interpolation, this paper makes good use of the differential coordinates that have been calculated in the registration process, effectively prevents the volume shrinkage of shape interpolation, and achieves a better visual effect. In addition, the proposed morphing technique also has the characteristics of less user interaction. After the user has given the initial matching point pair, the algorithm can automatically generate effective morphing sequences.
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41
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本文编号:2186673
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