基于二維視圖的三維模型幾何相似性評(píng)價(jià)方法研究.pdf

1、三維模型的立體表現(xiàn)特征以及其構(gòu)成的三維場(chǎng)景具有較二維場(chǎng)景更豐富的視覺(jué)感知細(xì)節(jié)，三維模型成為繼圖像、聲音、視頻后的第四種多媒體數(shù)據(jù)類型。隨著三維模型在機(jī)械工程、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物分子學(xué)、娛樂(lè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前大約有兩百億的三維CAD模型存在，并且每天都有大量的三維模型被生成。如何快速準(zhǔn)確地從現(xiàn)有的三維模型中檢索出需要的模型加以重復(fù)利用或改進(jìn)，對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)有著重要的意義。
　　鑒于基于文本檢索方式的局限性，基于內(nèi)容的三維模型檢索的研

2、究成為近幾年各領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其中最關(guān)鍵的技術(shù)是三維模型的特征提取，基于二維視圖的三維模型特征提取為基于內(nèi)容的三維模型特征提取的一類算法。本文對(duì)基于二維視圖的三維幾何相似性評(píng)價(jià)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)本文闡述了三維模型檢索技術(shù)的研究背景及現(xiàn)狀，并對(duì)三維模型檢索的關(guān)鍵技術(shù)（模型預(yù)處理、特征提取、相似性匹配）進(jìn)行了總結(jié)和分析。
　　(2)本文的對(duì)基于草圖的模型檢索進(jìn)行了研究，提出了二維形狀分布

3、的三維模型相似性評(píng)價(jià)算法。在離線狀態(tài)下，提取模型庫(kù)中三維模型的三視圖，將通過(guò)D2形狀分布函數(shù)提取的模型特征存入特征數(shù)據(jù)庫(kù)中;在線檢索時(shí)，對(duì)于用戶提交的三視草圖提取相應(yīng)的特征，與特征數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征進(jìn)行相似性匹配達(dá)到三維模型相似性評(píng)價(jià)實(shí)現(xiàn)檢索的目的。
　　(3)用戶輸入三維模型經(jīng)行檢索時(shí)，提出了基于加權(quán)的三維模型相似性評(píng)價(jià)算法。三視圖代表模型的“詳細(xì)”形狀，反映了模型的邊界以及完整的內(nèi)部信息的投影特征;三維模型投影輪廓圖像則代表模型的

4、“粗略”形狀，只反映三維模型的投影特征。兩個(gè)特征不同卻又互補(bǔ)，獲得三維模型的投影圖像不變矩，與模型三視圖的二維形狀分布函數(shù)進(jìn)行加權(quán)，得到聯(lián)合描述子，通過(guò)距離度量進(jìn)行三維模型相似性匹配。
　　(4)結(jié)合以上算法，以Windows XP Professional/Visual Studio.Net2008為開(kāi)發(fā)環(huán)境，以O(shè)penCASCADE為幾何平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了符合Windows程序設(shè)計(jì)風(fēng)格及標(biāo)準(zhǔn)界面的三維模型檢索系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了用戶輸入草圖