基于运动特征的数字几何处理算法研究

Traditional digital geometry processing algorithms focus on low level geometry information, such as local curvature information. They do not fully consider the characteristic information implied in the 3D geometry models. It makes the user hard to control the algorithms to produce the models which can satisfy the requirements of specific domains. To solve this problem, the state-of-the-art geometry research emphasizes to integrate the high level geometry features implied in the geometry into the procedure of geometry processing, such as modeling, editing and 3D reconstruction, to improve the efficiency of the geometry processing algorithms...We propose to consider the relationship between the dynamic feature of the geometry models, i.e.the motion that they are capable of, and their shapes. We expect to develop geometry processing algorithms which are aware of the motion requirements so that the user can take control of the final motion in the modeling and editing of geometry models. The research content includes motion-aware geometry modeling,3D reconstruction, mesh animation capture, Monte Carlo Markov Chain sampling based geometry optimization and quadrangle mesh generation.

传统的数字几何处理算法偏重于利用低层次的几何信息，如曲率等局部微分信息，没有充分考虑几何模型中所含的特征信息，使得用户难以控制算法以生成满足特定领域需求的处理结果。为了解决此问题，国内外前沿研究提出了将几何中所蕴含的高层次特征信息或特定领域知识集成到数字几何处理中，以得到高效，更符合用户要求的几何处理算法。.. 本项目通过对几何模型的动态特征，即其所能产生的运动，与其几何形状的关系进行深入研究，以期实现考虑运动特征的数字几何处理算法，使得用户能够在创建或编辑几何形状时能够有效满足其最终运动的需求。项目的研究内容包括考虑运动动特征的几何建模、三维重建、基于蒙特卡洛马尔科夫采样的几何优化和四边形网格化算法。

传统的数字几何处理算法偏重于利用低层次的几何信息，如曲率等局部微分信息，没有充分考虑几何模型中所含的特征信息，使得用户难以控制算法以生成满足特定领域需求的处理结果。因此，国内外前沿研究提出了将几何中所蕴含的高层次特征信息或特定领域知识集成到数字几何处理中，以得到更符合用户要求的几何处理算法。 本项目通过对几何模型的动态特征，即其所能产生的运动，与其几何形状的关系进行深入研究，研究运动特征的数字几何处理算法，使得用户能够在创建或编辑几何形状时能够有效满足其最终运动的需求。项目的研究内容包括考虑运动动特征的几何建模、三维重建、快速形变仿真、基于蒙特卡洛马尔科夫采样的几何优化和网格生成算法。..在国家自然科学基金支持下，项目取得了一系列重要成果：1）基于蒙特卡洛马尔科夫采样算法解决了具有复杂运动约束的机械模型三维设计与重建; 2) 提出了基于Krylov的形变子空间计算方法，将子空间计算速度提高了10倍以上, 并应用于集成弹性力学仿真的三维设计. 3）系统研究了基于深度图像的场景和人脸建模，并利用纹理合成从RGBD图像计算和跟踪高细节人脸运动。项目期间发表SCI论文 16篇， 其中在国际图形学顶尖学术杂志ACM Transactions on Graphics发表论文5篇， IEEE TVCG论文1篇。申请专利4项和软件著作权4项。项目负责人获浙江省自然科学二等奖(排名4).