基于樣例的部件替換及網(wǎng)格模型生成研究.pdf

1、三維模型是一種廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域的數(shù)字媒體形式。隨著網(wǎng)格模型數(shù)量的不斷增加及數(shù)字幾何處理技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)已有網(wǎng)格模型進(jìn)行分析、重用以及按照新的設(shè)計(jì)要求對(duì)其進(jìn)行修改，成為網(wǎng)格模型處理的重要內(nèi)容。本文基于三維網(wǎng)格模型樣例，通過(guò)部件匹配與替換，進(jìn)行了網(wǎng)格模型生成研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)部件匹配。對(duì)網(wǎng)格模型進(jìn)行形狀分析，包括模型歸一化、接觸分析與對(duì)稱檢測(cè)，接著設(shè)計(jì)了一種包含

2、接觸關(guān)系和父子關(guān)系的層次結(jié)構(gòu)表示形式，根據(jù)部件的坐標(biāo)位置信息構(gòu)建模型的層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)重心最鄰近原則，通過(guò)節(jié)點(diǎn)分配、刪除與合并操作，對(duì)兩個(gè)層次結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)由粗到細(xì)形成一對(duì)一匹配。⑵采用隨機(jī)點(diǎn)距離統(tǒng)計(jì)分布進(jìn)行部件匹配。利用統(tǒng)計(jì)分布來(lái)表征模型表面幾何特征，通過(guò)計(jì)算模型表面任意兩個(gè)均勻采樣點(diǎn)的歐氏距離，統(tǒng)計(jì)落在每個(gè)距離區(qū)間內(nèi)的距離個(gè)數(shù)，得到部件的統(tǒng)計(jì)分布直方圖，通過(guò)直方圖間的相似性比較，確定匹配的部件。對(duì)于一個(gè)部件與多個(gè)部件統(tǒng)

3、計(jì)分布直方圖相似的情況，結(jié)合部件間的重心距離進(jìn)行部件匹配。⑶部件替換與接觸處理實(shí)現(xiàn)模型生成。部件匹配后，采用逐步替換的方法，在層次結(jié)構(gòu)的最后一層進(jìn)行部件替換，實(shí)現(xiàn)生成中間模型由原模型逐漸過(guò)渡到目標(biāo)模型；利用部件間的鄰接關(guān)系對(duì)模型進(jìn)行接觸處理，采用平移變換，將部件平移到目標(biāo)位置，確保重組后生成模型部件間合理接觸。⑷基于上述模型生成方法的研究，開發(fā)了一個(gè)基于樣例的部件替換及模型生成系統(tǒng)，對(duì)所研究的模型生成方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，可以快速生成一系列與