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  本文關(guān)鍵詞：交互式數(shù)字幾何建模及其關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京大學(xué)》 2015年

交互式數(shù)字幾何建模及其關(guān)鍵技術(shù)研究

宋沫飛  

【摘要】：隨著三維掃描及相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展,三維數(shù)字幾何模型已成為繼數(shù)字音頻、圖像與視頻后的新一代數(shù)字媒體類型,已在工業(yè)制造、數(shù)字娛樂、生物醫(yī)藥、數(shù)字文化遺產(chǎn)保護(hù)等諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。而如何構(gòu)建用戶所需的三維模型一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和數(shù)字幾何處理領(lǐng)域的核心問題之一。作為數(shù)字幾何建模方法的主流方法,交互式數(shù)字幾何建模一直是數(shù)字幾何處理領(lǐng)域中一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文從數(shù)字幾何建模的應(yīng)用要求出發(fā),針對數(shù)字幾何建模過程的交互便捷性、建模多樣性和分類靈活性等問題,在草繪式三維創(chuàng)意建模、實(shí)例化三維模型合成和發(fā)現(xiàn)式三維模型分類等方面進(jìn)行深入而系統(tǒng)的研究,取得的創(chuàng)新性成果主要包括以下幾個(gè)方面：(1)提出一種采用單幅透視簡筆圖和決策樹規(guī)則學(xué)習(xí)的正交多面體模型建模方法。該方法采用單幅透視簡筆畫的繪制方法支持用戶對正交多面體三維模型進(jìn)行交互設(shè)計(jì),降低了用戶繪制草圖的交互負(fù)擔(dān)；同時(shí),采用增量決策樹學(xué)習(xí)方法實(shí)現(xiàn)了草繪解析和三維映射規(guī)則的自動訓(xùn)練和更新,提高了規(guī)則集合的定義效率以及可拓展性,從而,通過驅(qū)動訓(xùn)練得到的規(guī)則實(shí)現(xiàn)從單幅透視簡筆畫到正交多面體三維模型的轉(zhuǎn)換過程,提高了草繪式三維創(chuàng)意建模方法的交互便捷性。(2)提出一種結(jié)合邊界一致性分析和Petri網(wǎng)推理的實(shí)例化三維模型合成方法。該方法采用邊界一致性分析方法發(fā)現(xiàn)實(shí)例模型中潛在的可鄰接關(guān)系,進(jìn)而通過在合成過程對相應(yīng)的構(gòu)造單元進(jìn)行連接以產(chǎn)生新的局部結(jié)構(gòu),提高了合成結(jié)果局部結(jié)構(gòu)的新穎性；同時(shí),采用Petri網(wǎng)描述模型的構(gòu)造約束和生成過程以實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)展和幾何形變變異參數(shù)的互相傳遞,豐富了合成過程的模型演變模式,從而,通過結(jié)合新穎局部結(jié)構(gòu)的生成和多種變異模型的組合,提高了實(shí)例化模型合成方法的建模多樣性。(3)提出了一種基于在線度量學(xué)習(xí)的迭代式模型分類方法。該方法采用基于無監(jiān)督聚類的迭代式分類方法實(shí)現(xiàn)對模型集合的循環(huán)分類,消除了模型分類對于預(yù)標(biāo)注樣本和預(yù)訓(xùn)練分類器的依賴性；此外,在每次迭代中通過顯式的成員確認(rèn)和群組標(biāo)注實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的模型分類過程,增強(qiáng)了模型分類結(jié)果對不同建模應(yīng)用的適應(yīng)性；最后,采用基于在線度量學(xué)習(xí)的增量更新機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對擴(kuò)展模型數(shù)據(jù)的增量式分類,提高了模型數(shù)據(jù)集合的分類效率,并減輕了三維模型集合分類的交互負(fù)擔(dān)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

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