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【6h】

旋转、平移和缩放不变的网格参数化

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第1章绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 三角形网格数据的表示

1.3课题研究现状

1.3.1凸边界参数化方法

1.3.2非凸边界参数化方法

1.3.3其他平面参数化方法

1.3.4球面参数化

1.4 本文的研究内容及方法

1.5 论文结构

第2章平面参数化的基本理论

2.1 引言

2.2 参数化的微分几何背景

2.2.1等距映射

2.2.2等角映射

2.2.3等面映射

2.3 参数化的图论相关概念和定义

2.3.1图和简单图

2.3.2平面图

2.3.3同构

2.3.4三角形网格

2.3.5参数化的有效性

2.4 参数化的失真度量

2.4.1面积和角度相对误差

2.4.2基于纹理扭曲程度的度量

2.5 本章小结

第3章旋转、平移和缩放不变的参数化

3.1 引言

3.2 网格内点的参数化

3.2.1 Quasi-Dirichlet能量

3.2.2 Quasi-Mean能量

3.2.3能量参数化

3.2.4解线性方程

3.3 网格边界点的参数化

3.3.1边界为圆和正方形的参数化

3.3.2自然边界的参数化

3.4 优化处理

3.5 实验结果

3.6 本章小结

第4章封闭网格的参数化和纹理映射

4.1 引言

4.2 封闭网格的参数化

4.2.1封闭网格的切割

4.2.2实验结果

4.3 纹理映射

4.3.1纹理映射

4.3.2实验结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢

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摘要

三角形网格曲面参数化可以看作是该网格曲面和参数域之间的一个——映射。近年来,网格参数化的研究已经取得了一定的进展,出现了很多参数化方法。网格参数化的理想目标是参数域中的网格和原始网格在拓扑上同构并且不存在任何失真。网格参数化是计算机图形学中的一个重要研究方向,它在纹理映射,网格重新化,CAD模型的修复及仿真等领域有着广泛的应用。 本文在分析以往网格参数化方法的基础上,针对参数化的对象存在不规则网格,可能存在星形多边形的情况,提出了一种新的旋转、平移和缩放不变的参数化方法。具体工作如下: 1.提出了一种新的能量最小化参数化方法,该方法综合考虑了两种新的能量E<,Q>和E<,M>。原始网格经本文的方法参数化后,不仅避免了在参数域中出现三角形重叠现象和能量权值溢出情况,而且具有旋转、平移和缩放不变性。对单边界网格(该网格只有一条封闭的边界曲线)的参数化,本文首先采用自然边界条件进行参数化,并仅保留原始网格的边界参数化坐标;然后采用本文的能量最小化参数化方法对原始网格的内点进行参数化;最后逐步优化能量权值,以达到最优的参数化结果。实验结果表明,该优化后的能量最小化参数化方法具有很低的失真和良好的稳定性。 2.对于封闭网格的参数化,本文将其切割成大小基本对称的两个单边界网格,然后分别对这两个单边界网格进行参数化以达到对整个封闭网格进行参数化的目的。 3.将所提出的参数化方法应用到纹理映射中,用对原始网格参数化后的参数化坐标定义纹理坐标进行纹理映射。 本文用大量的实验数据验证了本文参数化方法的有效性。实验结果表明原始网格经本文的参数化方法参数化后,具有很低的失真、良好的视觉效果及稳定性。

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