浅谈基于细分曲面的空间变形方法及其控制网格的生成

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1、浙江大学硕士学位论文基于细分曲面的空间变形方法及其控制网格的生成姓名：邵瑾申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：冯结青20040301浙江大学硕士学位论文中文摘要空间变形是几何造型和计算机动画中一种重要的几何外形编辑和柔性物体动画生成技术。但是传统的自由变形算法或者控制手段不够灵活，或者时间和空间开销较大，难以进行直观的交互操作。本文从灵活控制和实时交互两个方面出发，提出了一种直观、实时的基于细分曲面的多边形物体变形新方法。新方法使用任意拓扑的二维流形控制网格作为控制手段，来编辑具有大数据量的边界表示的网格模型外形。在实现时，系统首先

2、反复细分控制网格，得到控制网格对应的细分曲面，该曲面及其法向张成中间变形空间，然后将变形物体通过最近点规则，一对一地嵌入变形空间。用户可以通过选择不同分辨率的控制网格对物体进行整体或局部变形。与已有的自由变形算法相比，本文提出的算法控制手段灵活、直观，可以实时交互控制，并且可以对局部细节进行良好的编辑。在以上算法的基础上，我们还实现了一个可自动生成任意拓扑控制网格的空间变形系统。该系统通过对变形物体的Rcebgraph的抽取，可以自动生成与变形物体形状相似、拓扑一致的控制网格；除此之外，系统还提供了大量的交互手段，如基本形体曲面、旋转面、swe

3、eping曲面、曲面布尔运算以及一系列网格编辑操作，用以生成用户所需要的二维流形控制网格，实现变形操作。此外，系统还实现了具有多分辨率特点的物体变形控制，便于用户更好地雕塑物体细节特征。关键词：自由变形，实时交互，任意拓扑，控制网格，细分曲面，多分辨率Reebgraph。浙江大学硕士学位论文AbstractSpacedeformationisalleriectivetoolforshapemodificationingeometricmodelingsystemandflexiblemotionincomputeranimationsystem

4、．However,it’SnotaneasyworktOperformintuitiveinteractionbyusingtheconventionalfree—formdeformationmethods，becauseofeitherinconvenientcontroltoolsorlargetimeandspacecosts．Anewinteractivespacedeformationmethodbasedonsubdivisionsurfaceisproposedinthispaper．First，acontrolmeshisde

5、finedaccordingtotheobjectshape．ThecontrolmeshCallpossessarbitrarytopology．ThenitisrefinedbysubdivisionmethodssuchasDoe—Sabinsubdivision，Loopsubdivision，ModifiedButterflysubdivisionetc．Thesubdivisionsurfaceofcontrolmeshanditsnormalwillspanartintermediatedeformationspace，Itsfu

6、nctionissimilarwitlltheparametricvolumeinFree—FormDeformationmethod．Thcobjecttobedeformedwillbeattachedtothecontrolmeshthroughtheclosestrule．Byremainingthelocalcoordinatesoftheobjectintheintermediatedeformationspaceunchanged，thedeformationofthecontrolmeshwillpasstotheobject，

7、Intheproposeddeformationmethod，theshapeoftheobjectCallbeeditedeitherlocallyorgloballybyselectingdifferentresolutionoftherefinedcontrolmesh．Comparedwiththepreviousobjectdeformationmethods，theproposedmethodhasadvantagesofintuitiveandfastinteraction．Howtogeneratethecontrolmeshw

8、hichfollowstheobjectshapeisolleofthekeyproblemstoachieveintuitiveobjectdefo