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什么是数字几何处理?
Digital Geometry Processing
数字几何是指通过对真实物体的表面进行采样而得到的几何数据。它的基本表示形式有:
1)直接由采样数据形成的三维点云;
2)多边形网格。
另外,在每一数据点通常还附有颜色、光泽度以及透明度等属性数据。这样一些几何数据与属性数据共同为三维场景与动态环境的建模提供了各种不同层次的信息。
数字几何处理即用计算机对这种三维几何数据进行处理,以达到不同应用所要求的数据转换、模型表示或场景绘制等目的。但是,数字几何数据具有与数字音频、数字图像与视频数据完全不同的特殊性质。如:
1)它所表示的物体表面通常是任意弯曲、复杂(流形/非流形,定向/非定向)和缺乏连续参数化的,很难找到一种内在的函数形式对其进行描述。
2)几何数据本身以及各种属性数据都是非规则采样的。对于多边形网格模型,其连接关系尤其复杂。
3)对于室内环境和建筑物等对象物,其数据表面的形状变化多样,拓扑结构错综复杂。
4)随着三维激光扫描技术的进步,模型的数据量大幅度增长,其增长速度远远超过了现有处理硬件所能提供的计算能力。
开发和处理这样一些数字几何数据的有效方法仍在探索中,目前国家重点科研机构主要研究方向是:
三维网格模型的简化与光顺
(Simplification and Fairing of 3-D Mesh Models)
基于视觉机理的动态细节层次控制
(Dynamic Control of LODs Based on Perceptual Mechanism)
点采样数据的重建、绘制与整流传输
(Reconstruction, Rendering and Streaming of Point Sampled
Geometry)
多视点数据的配准与纹理映射
(Multi-View Data Registration and Texture Mapping)
三维形状的变形与动画处理
(Deformation and Animation of 3-D shapes)
三维形状的匹配与模型检索
(Shape Matching and Model Retrieval for 3D Objects)
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