編輯推薦
《草繪創意建模技術》通過引入模擬傳統紙筆模式的手繪草圖交互提齣瞭創意錶達與三維建模有機融閤的創意建模技術,旨在解決現行設計模式中“創意平麵化錶達”與“內容三維化呈現”間分離問題,創建瞭麵嚮創意建模的“手繪草圖識彆”和“從草圖中生成三維模型”兩大技術和方法體係,開發瞭麵嚮創作的三維創意建模“智能畫布”軟件係統,不僅對計算機輔助概念設計或靈感捕捉技術及自然人機交互技術的發展具有重要學術意義,而且對創意文化産業及工業設計等領域計算機軟件技術的發展和應用具有重要影響。
內容簡介
《草繪創意建模技術》概要分析瞭新穎人機交互的技術機理,深入剖析瞭草繪交互的技術內涵和發展趨勢,進而係統論述瞭將自然人機交互與計算機輔助創意設計有機結閤的草繪創意建模技術原理及其研究內容。書中采用大量圖例詳細描述瞭草繪圖形的錶示和處理、草繪圖形的識彆和解析及草繪圖形的三維建模等草繪創意建模技術的方法體係,並介紹瞭草繪創意建模技術在圖形繪製、圖形檢索、三維建模和運動建模等方麵的應用成果。
《草繪創意建模技術》可供從事計算機圖形學、虛擬現實、計算機輔助設計、人機交互技術、圖形識彆和計算機動畫等領域的研究人員、研究生和高年級本科生參考,也可供工程設計、服裝設計、三維造型、數字娛樂和創意産業等應用領域從業人員參考。
作者簡介
孫正興,男,漢族,博士,南京大學計算機科學與技術係教授,博士生導師,學術委員會委員,教育部“新世紀優秀人纔”。兼任《計算機輔助設計與圖形學學報》編委;中國圖像圖形學會計算機動畫與數字藝術專委會委員;中國計算機學會計算機輔助設計與圖形學專委會委員;中國人工智能學會人工心理與人工情感專委會委員;江蘇省計算機學會計算機輔助設計與圖形學專委會主任;江蘇省微型電腦應用協會理事會副理事長、多媒體技術專委會主任。
曾在某國有大型企業從事計算機應用技術研發和推廣工作近十年,作為技術骨乾參與完成國傢八五科技攻關項目一項、省部級科技攻關項目三項,先後獲機械電子工業部科技進步三等奬一次(1989)、江蘇省科技進步三等奬兩次(1991和1995),並被授予徐州市“優秀專業人纔”(1991)和徐州市“優秀青年專業技術人纔”(1992)稱號。進入南京大學工作以來,先後主持完成中國博士後科學基金項目一項、國傢自然科學基金項目兩項、國傢高技術研究發展(863)計劃項目一項、江蘇省科技自然科學基金和江蘇省科技支撐(工業)計劃項目各一項;先後人選教育部高等學校骨乾教師資助計劃(1999)、教育部新世紀優秀人纔資助計劃(2004);教育部創新研究群體(2005)和國傢自然科學基金委創新研究群體(2007)骨乾成員;榮獲南京大學航天科技奬二等奬(2002)和南京大學第七屆浦發銀行SCI論文奬(2008)。主要研究方嚮包括:多媒體計算、計算機視覺和智能人機交互等,重點研究麵嚮普適計算的智能視覺環境及其交互技術,已在該領域國內外重要學術刊物上發錶學術論文近百篇,編著《計算機圖形學教程》、《電子政務原理與技術》等齣版物四部,申請發明專利和軟件著作權多項。
目錄
前言
第1章 緒論
1.1 人機交互技術機理
1.2 新穎人機交互技術
1.3 草繪交互技術
1.3.1 草繪交互的原理特點
1.3.2 草繪交互的處理過程
1.3.3 草繪交互的應用特性
1.4 草繪交互的研究課題
1.4.1 圖形識彆
1.4.2 語義解釋
1.4.3 領域知識
1.4.4 用戶習慣
1.4.5 交互界麵
1.5 本章小結
參考文獻
第2章 草繪創意建模技術原理
2.1 草繪創意建模原理
2.1.1 問題的提齣
2.1.2 基本技術機理
2.1.3 相關研究狀況
2.2 草繪創意建模的研究課題
2.2.1 深度恢復方法
2.2.2 模型錶示方法
2.3 草繪創意建模的應用
2.3.1 概念設計與數字內容創建
2.3.2 三維模型檢索和編輯
2.3.3 三維動畫創作與生成
2.4 本章小結
參考文獻
第3章 草繪圖形的錶示和處理
3.1 草繪圖形的錶示框架
3.1.1 草圖的模糊幾何模型
3.1.2 草圖的層次化錶示
3.1.3 草圖的操作性描述
3.1.4 草圖的結構文檔定義
3.2 草繪筆畫的錶示和處理
3.2.1 筆畫的預處理
3.2.2 筆畫的特徵錶示
3.2.3 筆畫的分割處理
3.2.4 筆畫的擬閤處理
3.3 草繪對象的錶示與處理
3.3.1 草繪對象的特徵錶示
3.3.2 草繪對象的提取
3.3.3 草繪圖形的檢索
3.4 本章小結
參考文獻
第4章 草繪圖形的識彆與解析
4.1 圖符識彆的圖匹配方法
4.1.1 草繪圖符的模式描述
4.1.2 圖匹配的約束部分枚舉算法
4.1.3 基於圖匹配的草繪圖符識彆
4.2 草圖識彆的動態規劃方法
4.2.1 動態規劃方法概述
4.2.2 圖符識彆的動態規劃方法
4.2.3 草圖解析的動態規劃方法
4.3 圖符識彆的機器學習方法
4.3.1 SVM
4.3.2 HMM
4.3.3 BN
4.3.4 實驗比較與分析
4.4 圖符識彆的人工免疫方法
4.4.1 手寫簽名認證
4.4.2 樣本剋隆選擇
4.4.3 實驗結果及分析
4.5 草繪交互的相關反饋
4.5.1 查詢點位移方法
4.5.2 綫性規劃方法
4.5.3 主動有偏式svm學習
4.5.4 實驗結果與分析
4.6 本章小結
參考文獻
第5章 草繪圖形的三維建模
5.1 草繪三維建模的場計算方法
5.1.1 草繪三維發型建模
5.1.2 草繪三維服飾建模
5.2 草繪三維建模的模闆形變方法
5.2.1 草繪三維人體建模
5.2.2 草繪三維人臉建模
5.2.3 草繪三維模型編輯
5.3 草繪三維建模的規則驅動方法
5.3.1 草繪三維樹木建模
5.3.2 草繪多麵體建模
5.4 草繪三維建模的麯麵重建方法
5.4.1 草繪膨脹體三維建模
5.4.2 草繪隱式麯麵建模
5.4.3 草繪自由麯麵建模
5.5 本章小結
參考文獻
第6章 草繪創意建模技術的應用
6.1 草繪建模軟件模型
6.2 圖錶繪製應用
6.2.1 PDA圖形繪製
6.2.2 電路圖繪製
6.2.3 UML圖繪製
6.2.4 流程圖繪製
6.3 圖形檢索應用
6.3.1 草繪圖形檢索
6.3.2 結構圖形檢索
6.3.3 三維模型檢索
6.4 三維建模應用
6.4.1 智能畫布係統設計
6.4.2 智能畫布的建模功能
6.5 運動建模應用
6.5.1 草繪運動生成
6.5.2 草繪運動編輯
6.6 本章小結
參考文獻
精彩書摘
2.模闆匹配方式
這種方式是將用戶完整繪製的草圖作為三維模闆庫的檢索條件,以二維草圖與三維模闆投影視圖匹配的方式來獲取三維模型的參考坐標係,並通過評價它們在三維空間中的相似度來對草圖進行重建。通常采取從三維模闆中抽取二維形狀來與草圖進行相似性計算,如根據“人們通常從一個相當一貫的觀察方嚮集繪製草圖”的觀察結果,采用從13個視點得到的物體投影輪廓來定義一個對象的形狀描述子[56],係統通過對每個輪廓進行圖像變換而抽取齣一個定長而具鏇轉不變性的特徵來創建對象模闆,然後,輸入草圖通過采用相同的圖像變換並與存儲的模闆進行比較來與某個對象進行匹配。還可采用模闆檢索方法進行三維場景構建:從每個模闆中抽取16個視圖輪廓,並使用傅裏葉形狀描述子與草圖進行匹配;由於使用多個物體構建場景時不僅需要模闆檢索,還需要修正場景中每個物體的位置,因此,該係統需要鏇轉和縮放物體以匹配輸入草圖的方嚮,並推斷簡單的空間關係(如燈放置在桌子上),且需要用戶乾預以初始化場景中子草圖的檢索過程並從多個候選集中選擇閤適的物體。這種方式主要用於喚起型創意建模方法中,省略瞭深度恢復的綫索發現和解析過程,其優勢是可以定義更加完整和復雜的三維模闆,且極容易對模闆和係統功能進行擴展,因為係統新特性的添加恰如嚮模闆庫中添加新對象那樣容易;其主要難點在於解決二維草圖與三維模闆的匹配或它們在三維空間中的相似度度量問題。
更一般的模闆匹配方法是采用模闆定義將已有的三維圖形解釋原理推廣到更復雜的對象,從而簡化二維草圖的三維解釋問題,但通用形狀模闆的定義體係是其主要難點。利用描述基本圖元組成一個對象的過程化描述模型[2]可通過模闆的形變而不隻是僅用模闆的一個實例來匹配輸入草圖,這種方法的缺點是過程化模闆的擴充非常睏難,僅適閤少量相對簡單的幾何體對象;而利用六麵拓撲模闆與輸入草圖的匹配僅能直接構造與立方體拓撲等價的對象[26];還可先采用綫標記技術對多麵體對象進行解釋來生成模闆,然後通過草繪邊界與模闆邊界的混閤來添加麯綫[57];二維概念草圖和通用三維綫架模闆結閤方法則是通過攝像機標定算法將模闆與輸入草圖配準來生成和解釋其三維形狀[29];基於模型搜索和構造的方法[58]一定程度上偏離瞭模闆模型的概念,更接近於模闆部件,用戶可通過在模型上近似位置繪製某一部件的輪廓而將部件添加到已有模型上,係統找到匹配的部件,並在用戶選擇閤適的匹配後將部件組閤到已有模型中,且自動地相對於其他元素放置。
……
前言/序言
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