骨架引导的网格模型圆柱参数化及其应用研究

网格模型参数化是计算机图形学领域研究的一个基础、核心问题，本项目将围绕人体和动物等复杂几何模型的骨架引导的圆柱参数化方法及其典型应用展开研究。人体和动物等拟人体是现实世界和虚拟环境中最主要的行为主体，是计算机图形学的重要研究对象，对该类几何模型的网格参数化具有重要意义。本项目主要探索三方面问题：首先，很多几何模型与圆柱有相似的几何形状，研究网格模型的圆柱参数化理论及实现方法；其次，骨架信息是几何处理任务及网格动画的关键指引，本项目将研究面向人体和动物等复杂几何模型骨架引导的圆柱参数化方法，这是本项目的一大特色；最后，基于参数化结果，探索骨架引导的圆柱参数化在复杂几何模型的无缝纹理贴图、骨架数据驱动的网格大尺度形变和动画以及网格模型的频域处理等方面的典型应用。.本项目的研究将对计算机图形学和计算机动画的研究具有一定意义，所取得的研究成果在虚拟现实、数字动画和动漫中有广泛应用。

课题组通过国家自然科学基金面上项目：骨架引导的网格模型圆柱参数化及其应用研究（项目编号：61073098）自2011年1月-2013年12月共三年研究期的研究资助，重点围绕骨架引导的网格模型圆柱参数化的关键、核心问题及其相关领域展开研究，在网格模型的圆柱面参数化及骨架引导的人体和拟人体网格模型的圆柱面参数化取得进展，我们定义了一种超圆柱面的参数域表示, 并提出一种渐进的超柱面参数化算法, 对于形态接近于圆柱或具有单支简单骨架的网格模型能够提供较小的几何形变; 基于此, 提出一种骨架引导的网格模型圆柱面参数化方法, 能够对具有复杂骨架结构的网格模型实现全局参数化, 它通过分块参数化由骨架信息得到的网格模型主体和分支, 进而将分支圆柱面参数网格配准、优化并拼接至主体参数网格得到无缝的全局参数网格; 对于人体和动物等具有明显骨架结构的网格模型, 骨架引导的圆柱面参数化具有较小的几何形变；我们还提出了基于圆柱面参数化的网格纹理贴图方法。此外，课题组在内容敏感、基于圆拼贴的图像显著内容的摘要和卡拉奇拼贴显示，基于样本的交互式图像协同分割和图像集分割、图像的协同抠图，图像质量评价及图像的构图及视角优化，以及视频镜头检测、视频中的目标物体跟踪等方面取得了一系列研究进展，做出了创新性研究成果，其中部分成果达到国内和国际先进水平。..报告研究成果的论文发表于计算机图形学与多媒体领域顶级国际期刊<IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics>，计算机视觉领域一流期刊<Computer Vision and Image Understanding>，图形学领域著名期刊<Computer Graphics Forum>、<Computers & Graphics>(2篇)、<Signal Processing: Image Communication>，图形学和多媒体领域著名国际会议Pacific Graphics、IEEE ICME、CAD/Graphics, 国内核心学报<软件学报>、<计算机辅助设计与图形学学报>，其中关于图像协同抠图的论文获得CAD/Graphics 2013国际会议最佳论文提名奖。项目资助发表的文章中有6篇被SCI检索，有10余篇被EI检索。课题组负责人郭延文申请国家发明专利6项和软件著作权1项。