非刚性三维模型检索技术研究

近年来，三维模型已经被广泛应用于虚拟现实、工业设计、影视动画和分子生物学等领域，如何高效地检索三维模型已经成为当前的研究热点。但已有的研究成果主要针对刚性三维模型进行讨论，而对具有变形的非刚性模型检索这一新兴研究领域的深入分析较少。非刚性模型检索问题正随着三维模型数据库数目的增加显得尤为重要，本课题主要针对非刚性三维模型检索问题，该问题对于计算机图形学、计算机视觉、模式识别、生物信息学的很多应用领域具有非常深远的意义。本项目将系统地分析非刚性三维模型变形的原理和特性，研究基于内部距离的变形无关形状描述子及关键技术，提出基于扩散距离的拓扑鲁棒的检索算法，从而为非刚性形状比较和检索提供必要的技术和平台。

本项目围绕非刚性三维模型检索问题展开研究，处理对象包括三维关节变形模型、蛋白质分子模型、建筑信息模型等，并开发了一个针对非刚性三维模型检索的原型系统。主要成果包括：（1）提出一种基于形体可见图的三维模型内部距离计算和变形无关描述子表示方法，并应用于柔性蛋白质形状检索；（2）提出一种基于形体内部扩散距离的非刚性三维模型匹配和检索方法，并应用于分子模型检索，克服了传统非刚性模型匹配方法对拓扑结构变化敏感这一局限；（3）提出一种基于形体隐式表示的非刚性三维模型的形状归一化方法，并应用于关节变形模型校准、匹配和检索；（4）提出了一种基于IFC标准的室内路径规划方法，可处理建筑构件的几何信息和语义信息，本研究是对课题中提出的三维模型内部距离度量的扩展研究；（5）基于以上成果，开发了一个面向非刚性三维模型的Web检索系统。项目共发表SCI论文5篇。