曲面贴合的矢量纹理模式生成

发布时间：2017-04-03 19:13

  本文关键词：曲面贴合的矢量纹理模式生成，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：装饰模式在艺术表现形式中随处可见,它极大的丰富了简单图形的视觉效果。他们必须同时表现模式固有的结构细节以及精确匹配他们所装饰的几何物体的大小形状,因而使得他们很难被算法自动创建。在计算几何领域,已经有许多研究用于从一个见到图形样本沿着一条曲线去自动创建一个合成模式。这使得非专业用户可以使用笔刷形式的简单工具去创建一个拥有复杂结构细节的装饰物。 本文将这个想法应用到曲面上的曲线合成,所合成的是一条曲面贴合的曲线带,并且希望合成结果能够使用3d打印等技术得到实体。因此它的困难来源于两方面：其一是如何将合成结果做到曲面贴合；其二是合理的考虑生成纹理模式的拓扑结构。本文针对第一个问题使用样条函数对曲面上的曲线的外法向进行拟合,得到了曲面贴合同时又具有足够光滑性的标架场。使用该标架场对合成的平面纹理进行引导最终得到曲面贴合的纹饰合成结果。并且为了在构造曲面曲线的时候更加稳定,本文还提出了一个基于流线的重新网格化方法对需要贴合的曲面进行预处理。本文又使用拓扑描述子去有效捕捉模式合成中的拓扑信息,进而能够处理第二个问题。本文在合成步骤中使用的方法确保生成的模式只有一个连通分支,因而可以将他们3d打印为一个整体。此外,本文还使用了一个两步的合成流程,首先合成模式的拓扑结构,然后合成它的几何细节。 最后本文展示了所使用的所有算法的结果：重新网格化算法可以应用于多亏格和细长形状的网格；最终生成的贴合曲面的纹饰合成可以应用于对灯座,椅子,物体边缘等创造特殊并且奇特的造型设计并打印成物理实体。
【关键词】：矢量纹理模式合成 拓扑约束
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 研究概况和趋势9-10
• 1.2.1 研究概况9-10
• 1.2.2 研究趋势10
• 1.3 本文的主要工作和结构安排10-13
• 1.3.1 本文的主要工作10-11
• 1.3.2 本文的结构安排11-13
• 第二章 相关研究综述及背景知识介绍13-23
• 2.1 相关研究综述13-18
• 2.1.1 基于样本的地形高度图合成13-14
• 2.1.2 基于样本的建筑纹理合成14-15
• 2.1.3 基于样本的曲线结构模式合成15-16
• 2.1.4 DecoBrush方法16-18
• 2.2 背景知识介绍18-23
• 2.2.1 动态规划18-20
• 2.2.2 线性旋转不变的变形20-23
• 第三章 曲面贴合的矢量纹饰生成算法23-41
• 3.1 概述23
• 3.2 曲面重新网格化23-26
• 3.2.1 曲面上的梯度场的构建23-24
• 3.2.2 曲面上两组流线的构造24-25
• 3.2.3 邻接关系的构建25
• 3.2.4 局部优化25-26
• 3.3 拓扑约束的矢量模式合成算法26-39
• 3.3.1 定义28-30
• 3.3.2 合成过程30-31
• 3.3.3 拓扑求解器31-34
• 3.3.4 变化多样性34
• 3.3.5 几何优化34-36
• 3.3.6 形状分析36-39
• 3.4 曲面上曲线及光滑标架场的构造39-41
• 3.4.1 曲面上的曲线39
• 3.4.2 曲线上的光滑标架场39-40
• 3.4.3 生成合成结果的网格40-41
• 第四章 算法应用及其实验结果41-47
• 4.1 基于流线的网格参数化结果41-42
• 4.2 沿2d曲线的合成模式42-44
• 4.3 合成矩形模式44-45
• 4.4 贴合曲面的矢量纹饰合成结果45-47
• 第五章 总结与展望47-49
• 5.1 总结47
• 5.2 展望47-49
• 参考文献49-51
• 致谢51-53
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果53

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 王瑞锦;秦志光;包红来;王聪;;基于三角划分的复杂3D山体表面定位算法[J];计算机应用研究;2013年09期

2 祁成武;张宇婷;舒振宇;胡超;徐惠霞;;基于最小面积差的三维模型简化算法[J];集成技术;2014年05期

3 Gang XU;Li-shan DENG;Wen-bing GE;Kin-chuen HUI;Guo-zhao WANG;Yi-gang WANG;;Quasi-angle-preserving mesh deformation using the least-squares approach[J];Journal of Zhejiang University-Science C(Computers & Electronics);2014年09期

4 Zheng LIU;Wei-ming WANG;Xiu-ping LIU;Li-gang LIU;;Scale-aware shape manipulation[J];Journal of Zhejiang University-Science C(Computers & Electronics);2014年09期

5 徐文鹏;王伟明;李航;杨周旺;刘秀平;刘利刚;;面向3D打印体积极小的拓扑优化技术[J];计算机研究与发展;2015年01期

6 胡瑞珍;黄惠;;3D打印启发下的模型实例化优化研究综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2015年06期

7 刘利刚;徐文鹏;王伟明;杨周旺;刘秀平;;3D打印中的几何计算研究进展[J];计算机学报;2015年06期

8 魏力恺;张颀;张静远;张昕楠;张备;;C-Sign:基于遗传算法的建筑布局进化[J];建筑学报;2013年S1期

9 陈龙;刘玉生;徐岗;;体参数化模型离散调和映射生成[J];中国图象图形学报;2015年04期

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 王瑞锦;复杂环境下的无线传感器网络定位关键技术研究[D];电子科技大学;2013年

2 刘明增;车身有限元模型保征变体设计中若干问题研究[D];大连理工大学;2013年

3 张玉伟;浅浮雕数字建模技术研究[D];山东大学;2014年

4 贾世祥;基于特征保持的网格模型处理技术研究[D];山东大学;2014年

5 魏力恺;基于CBR和HTML5的建筑空间检索与生成研究[D];天津大学;2013年

6 王洪斌;基于Morse复形的地表形态建模及应用研究[D];中国矿业大学（北京）;2014年

7 刘海旭;面向多视点视频的新视点合成技术研究[D];北京邮电大学;2014年

8 冉令强;几何纹理合成与图像放缩关键技术研究[D];山东大学;2014年

9 刘源;三维几何模型的重建与结构优化[D];中国科学技术大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 关玉兵;近似刚性的网格变形技术的研究与实现[D];南京师范大学;2013年

2 方超;带切向约束的B样条插值[D];浙江大学;2012年

3 李志威;基于物理方法的三维模型变形研究[D];济南大学;2013年

4 蒋子飞;一种四边形网格简化算法的实现与改进[D];山东大学;2014年

5 舒飞燕;基于手绘图的三维服装模型检索方法及应用[D];中山大学;2014年

6 杨璐t，

本文编号：284843