文档介绍：摘要体的设计,以具备手写笔输入功能的平板电脑作为系统硬件平台,在7随着计算机图形学以及虚拟现实等技术的迅速发展,迫切需要三维形体的设计更加快捷、简便,传统的通过三维建模软件设计形体的方法由于操作复杂,专业化强的缺点已经日益不能满足设计人员创作的需要,因此对三维重建领域的研究已经成为计算机图形学的研究热点。由二维图形直接重建三维形体正是快速、有效获得三维模型数据的重要手段之一。本课题的研究目标是对单幅手绘输入的二维图形通过重建算法实现三维形以及三维图形库开发一套三维重建系统。该系统可实现两个方面的三维重建:一是通过形体二维轮廓图形实现规则形体的重在对规则形体的重建方面,提出针对输入图形提取有效的特征,然后利用小波神经网络实现二三维空间之间的非线性映射关系,以避免直接恢复三维形体的多解性与病态性问题。在特征选取方面,经过实验分析,提取基于曲率的角点特征以及图形的组合矩特征,这些特征都具有旋转、平移、尺度的不变性。在对不规则三维曲面形体重建部分,实现思路如下:针对输入图形建立数据结构存储轮廓的线条信息,并利用距离变换的方法生成基于输入轮廓的灰度图像,然后利用基于单幅图像重建三维信息中采用的算法生成轮廓的高度信息,最后利用三角面片法由高度数据生成三维曲面以上两种方法在系统中整合在一起,实现了一个由简单手绘图形来完成形体设计的思路,可用于在设计复杂三维形体前的简单原型设计,对生成的模型数据加以整合处理可导入到三维建模软件中做进一步精细加工,具有一定实用价关键词:三维重建;特征提取;惴ǎ籓技术;三角环境下结合建,二是对特殊曲面的重建。形体。值。网;小波神经网络摘要
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躲‘湃磊导师躲抓狐嘞。.独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部在论文中作了明确的说明并表示了谢意。分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀课题研究意义计算机辅助设计际酡蟮某鱿质谷嗣前谕蚜艘酝枚∽殖摺⒒嫱及宓工具手工设计三维图纸的操作,而利用专业软件作为开发工具,从而大大减少了设计人员的工作量,工业设计从此进入了一个新的时代。随着虚拟现实技术【、设计自动化、制造自动化、地形绘制、车辆导航、考古、艺术品复原、军事侦察、智能机器人等学科的发展,迫切需要快速的三维物体建模方法,因此,如何快速有效地获得三维模型一直是计算机图形学及计算机视觉领域的研究人员努力的目标。计算机技术的不断发展和人类对数字化信息的需求不断增加,使人们迫切地希望能突破现有数字计算机的信息处理能力,将其扩展为能处理多维信息的智能计算机系统。但是,尽管人们已在该领域进行了大量的工作,计算机视觉的发展仍处于初级阶段。在实际的产品设计中,概念设计阶段目前最常用的椒ㄊ峭ü模软件实现。现在市场上有许多优秀的建模软件,如等,它们都有良好的建模效果和场景渲染效果,但是这些软件的操作都十分复杂,以@渲邪ò儆喔龌静僮饕约笆队诖说睦┏涔δ埽各种插件。这些操作分散在许多菜单、工具条中,同时还要求用户填写大量的参数,这也令这种方法的自动化程度低;由于操作复杂,使得建模周期长,同时需人们常常以勾勒、涂鸦的方式保存思维的轨迹或和与他人交流看法。相比文字表达,绘图往往能更加快捷和简明的描述三维外形或空间关系。虽然绘画工具的使用方式都比较简单,但这些简单的方式在人类长时间的绘画实践中灵活组合最终形成丰富的绘画经验。可是绘画的实践经验很少被用到除二维绘制或基于图像绘制以外的计算机图形学领域。同时由于快速建模与原型工具的缺失,实际中艺术家只有当他们需求确定和构思成熟的时候才会求助于计算机辅助系统,因此如何才能从本质上减少三维设计中大量烦琐的操作,使设计人员能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动一直是许多科研工作者的目标。本课题正是基于这个目的出发来研究从二维图形实现三维重建,将由设计人员绘出的二维图形送入计算机处理,使计算机由二维图像信息认知三维信息,如此真正实现计算机辅助设计的智能化与自动化。由二维图形实现三维重建的意义主要有以下几个方面:珹,要熟练的操作人员。传统的建模工具不适合用于灵感形成阶