2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、三維網(wǎng)格形變在幾何造型、計算機動畫、影視、游戲以及虛擬現(xiàn)實等領域有著廣泛的應用,是圖形學中非常重要的研究課題。網(wǎng)格形變中用戶交互手段是否豐富、直觀,形變結(jié)果姿勢、細節(jié)是否真實,形變算法是否快速,大規(guī)模數(shù)據(jù)是否能支持等,是目前該方向研究熱點。而現(xiàn)有的網(wǎng)格形變算法,在上述方面尚未能做到令人滿意的程度,難以很好地滿足應用需求?;诓逯抵貥?gòu)策略的蒙皮、自由形變以及多分辨率等網(wǎng)格形變技術(shù),雖然算法簡單、計算速度快,但是無法保持網(wǎng)格細節(jié),形變結(jié)果質(zhì)

2、量較差?;谖⒎謱傩约岸涡巫兡芰績?yōu)化的網(wǎng)格形變技術(shù)能夠保持網(wǎng)格細節(jié),但需要通過一次或多次求解線性方程組得到最優(yōu)的網(wǎng)格形變,時空復雜度較高。由于依賴于傳統(tǒng)的迭代優(yōu)化策略,該類方法難以有效地優(yōu)化非線性的形變約束,無法給用戶提供具有語義的高級形變工具。同時,由于求解線性方程組需要占用大量的內(nèi)存空間,這類方法難以對核外網(wǎng)格進行高質(zhì)量的形變。再者,上述方法只能生成靜態(tài)形變,無法根據(jù)三維模型的材料屬性模擬符合物理原理的動態(tài)形變。本文圍繞網(wǎng)格形變中

3、的數(shù)值計算方法,分析現(xiàn)有方法的不足,針對性地提出了一系列具有很大創(chuàng)新性的高效數(shù)值計算方法,形成了新的網(wǎng)格形變技術(shù),解決了大規(guī)模復雜網(wǎng)格的高質(zhì)量幾何形變問題。論文的主要貢獻有:
   ⑴提出“層疊優(yōu)化策略”,通過開啟多條優(yōu)化路徑,對包含多個非線性形變約束的形變能量進行有效優(yōu)化。與傳統(tǒng)優(yōu)化策略相比,該項技術(shù)能將收斂速度提高一個數(shù)量級以上,并且能在多內(nèi)核、多CPU的計算機上并行實現(xiàn)?;谠擁椉夹g(shù),我們還提出了變分網(wǎng)格形變框架-“網(wǎng)格木

4、偶”技術(shù),將蒙皮形變和保持細節(jié)的網(wǎng)格形變有機地融為一體。該框架提供多種具有人體語義的高級形變工具,表達平衡、骨骼長度、關節(jié)角度等人體必須符合的客觀條件,不僅豐富了用戶的交互手段,而且使得形變結(jié)果更具真實性。
   ⑵提出“動態(tài)蒙皮”技術(shù),在GPU上實現(xiàn)了實時地給蒙皮網(wǎng)格形變添加物理動態(tài)效果,使形變結(jié)果的細節(jié)更具真實性。我們還提出了“瀑布式優(yōu)化策略”,根據(jù)已有的物理動態(tài)效果樣例,擬合網(wǎng)格模型的最佳材料參數(shù),省卻了用戶手工交互的煩惱

5、。與傳統(tǒng)的高斯牛頓迭代法相比,該優(yōu)化策略不但能降低優(yōu)化問題的非線性程度,加快收斂速度,而且能在多內(nèi)核、多CPU的計算機上并行實現(xiàn)。
   ⑶提出“流多分辨率網(wǎng)格”算法,高效地求解定義在不規(guī)則核外網(wǎng)格模型上的泊松方程,實現(xiàn)了對核外網(wǎng)格模型的梯度域幾何操作(如網(wǎng)格形變、編輯、拼接、光順等)。不同于擁有線性內(nèi)存復雜度的傳統(tǒng)多分辨率網(wǎng)格算法,該算法以流操作的形式完成所有必需的計算,擁有亞線性內(nèi)存復雜度。因此,該算法在保證高質(zhì)量形變結(jié)果的

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