三维网格模型的非真实感绘制若干理论问题研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
60903143
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
17.0万
负责人：
李重
依托单位：
浙江理工大学
学科分类：
F0209.计算机图形学与虚拟现实
结题年份：
2012
批准年份：
2009
项目状态：
已结题
起止时间：
2010-01-01 至2012-12-31

项目参与者：
郑作勇；周天和；骆桦；许洲；金耀；石尖锋；倪慧；
关键词：
非真实感绘制光照渲染三维模型线条提取

项目摘要

三维网格模型的非真实感绘制(NPR)是当前计算机图形学中的一个热点前沿课题，在数字娱乐、艺术设计等领域中有着重要的应用价值。由于三维模型非真实感绘制中线条提取和光照渲染等问题的复杂性和特殊性，相关理论知识还迫切需要深入研究和解决。本项目对以下关键问题进行创新研究：（1）建立网格模型的离散挠率理论分析基础，得到几何信息增强的三维模型线条提取新方法，并构造空间子特征线条的稳定、有效融合公式。（2）考虑光照信息,得到视觉相关的新Mesh saliency计算公式，并应用在三维模型的视觉线条提取中。（3）利用ICA方法和颜色不变性原理得到有效的漫反射和高光反射分解量，并结合曲率光模型下的几何属性渲染三维模型表面。（4）提出基于阴影体和阴影贴图的阴影快速生成方法，并根据物体表面明暗度及轮廓信息构造风格阴影。这些研究能推动非真实感绘制等相关技术的快速发展，具有重要的理论意义和广阔的应用前景。

结项摘要

三维网格模型的非真实感绘制(NPR)是当前计算机图形学中的一个热点前沿课题，在数字娱乐、艺术设计等领域中有着重要的应用价值。本项目对以下关键问题进行创新研究：（1）建立网格模型的离散挠率理论分析基础，得到几何信息增强的三维模型线条提取新方法，并构造空间子特征线条的稳定、有效融合公式。（2）考虑光照信息,得到视觉相关的新Mesh saliency计算公式，并应用在三维模型的视觉线条提取中。（3）利用ICA方法和颜色不变性原理得到有效的漫反射和高光反射分解量，并结合曲率光模型下的几何属性渲染三维模型表面。（4）提出基于阴影体和阴影贴图的阴影快速生成方法，并根据物体表面明暗度及轮廓信息构造风格阴影。. 经过负责人及项目主要成员的共同努力，项目顺利完成预期研究目标。主要成果有：出版学术专著1本；以第一作者或通讯作者在Computer-Aided Design,The Visual Computer, Information等国内外重要期刊和会议上发表论文16篇(标项目资助号)，其中SCI检索论文3篇，EI检索论文5篇，ISTP检索论文1篇；另有两篇论文(未标项目资助号)SCI检索，录用SCI/EI源期刊论文3篇；申请发明专利2项，软件著作权1项；生成三维网格模型的线绘制系统原型1项，可应用于三维模型的非真实感绘制。项目研究期间，负责人指导研究生13名，其中6人已获得硕士学位；参加学术会议6次；每年与国内外专家学术交流合作1-2次。负责人2010年评为浙江理工大学校先进工作者称号和校优秀共产党员称号；2011年评为浙江理工大学理学院科技先进工作者称号；2012年评为浙江理工大学博士生导师，校中青年学术拔尖人才（每一级学科1人），并担任数学科学系主任工作。项目研究期间，负责人所属的浙江理工大学数学学科获得一级硕士点，应用数学获得省重点学科，对学科发展起到了积极作用。. 总体而言，该项目执行效果好，成果丰硕，为三维模型非真实感绘制等领域提供了重要的理论基础和应用价值。