球面逼近求解变形曲面法向矢量算法研究 被引量：3

1

作者 谢友金 王仲奇 +1 位作者 康永刚 应高明 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2010年第7期51-55,108,共6页

提出一种利用球面逼近空间变形曲面计算变形曲面上任意点法向矢量的算法。首先测得变形曲面上目标点周围离散点坐标,计算逼近球心初值;然后将离散点到逼近球面距离的均值作为目标函数,采用模式搜索算法,调整球心坐标值,经过循环迭代,最... 提出一种利用球面逼近空间变形曲面计算变形曲面上任意点法向矢量的算法。首先测得变形曲面上目标点周围离散点坐标,计算逼近球心初值;然后将离散点到逼近球面距离的均值作为目标函数,采用模式搜索算法,调整球心坐标值,经过循环迭代,最终获得与变形曲面的逼近精度在给定误差范围内的球面,进而计算出目标点的法向矢量。以机身某段壁板曲面为例,求解其变形后钻铆点的法向矢量,与其钻铆点理论法向矢量进行对比,结果表明,该算法求解稳定,计算效率及精度满足自动钻铆工艺要求,适合于空间变形曲面上任意点法向矢量的计算。 展开更多

关键词 球面逼近 法向矢量 变形曲面

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改进的自由变形技术在船型优化中的应用

2

作者 冯佰威 岳朝欢 +1 位作者 刘波 王健 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期401-409,437,共10页

针对自由变形技术在船体型线优化中的局限性,本文提出了一种改进的直接操作自由变形方法,并对其在船体型线优化设计中的应用进行了研究。基于自由变形技术的改进,直接操作自由变形方法解决了传统自由变形方法无法直接操作船体曲面坐标... 针对自由变形技术在船体型线优化中的局限性,本文提出了一种改进的直接操作自由变形方法,并对其在船体型线优化设计中的应用进行了研究。基于自由变形技术的改进,直接操作自由变形方法解决了传统自由变形方法无法直接操作船体曲面坐标的问题,并将其嵌入自主开发的船舶水动力性能多学科综合优化平台。以S60船模为研究对象,通过自主开发的平台对船模艏部型线进行了减阻优化,研究发现:在设计航速F r=0.30时,优化后的船型总阻力较母型船降低了5.30%,显著提升了阻力性能。研究结果表明:本文提出的直接操作自由变形方法能够有效应用于船体型线优化,为船舶型线设计提供了一种重要的变形工具。 展开更多

关键词 自由变形 直接操作自由变形方法 船体曲面变形 船型优化 兴波阻力 总阻力 减阻设计 优化平台

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一种基于重投影和3D-DIC的曲面变形测量方法

3

作者 郑好 段发阶 +2 位作者 白子博 牛广越 梁春疆 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期268-285,共18页

传统双目立体视觉测量基于立体校正进行三维重建,测量精度受标定参数精度、插值精度以及双目传感器结构的影响很大。在进行曲面尤其是大曲率ROI变形测量时,立体校正过程会导致立体图像对中不均匀变形信息的损失或者过度拟合,进而影响测... 传统双目立体视觉测量基于立体校正进行三维重建,测量精度受标定参数精度、插值精度以及双目传感器结构的影响很大。在进行曲面尤其是大曲率ROI变形测量时,立体校正过程会导致立体图像对中不均匀变形信息的损失或者过度拟合,进而影响测量精度。为此,本文发展了一种基于重投影和3D-DIC,适用于曲面变形测量的无需立体校正或外极几何约束校正的高精度立体匹配方法。同时,这种方法也可推广用于含有不均匀变形的时序图像对的高精度匹配。具体地,本文提出了二阶变形参数初值估计方法,二阶变形参数初值生长匹配策略,全局立体匹配和时序匹配策略;进一步,给出了不依赖于立体校正和极线校正的特征点三维重建方法,全局变形场及局部应变场的计算方法。实验证明本文所提方法可实现一定曲率曲面的高精度变形测量,测量系统在一定景深内能够实现小于1μm的平均测量误差。 展开更多

关键词 立体视觉测量 立体匹配 3D-DIC 曲面变形测量

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有限元方法在变形曲线曲面造型中的应用 被引量：17

4

作者 经玲 席平 唐荣锡 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第3期245-251,共7页

变形曲线曲面造型方法是将CAGD中参数化几何描述方法与某些力学原理相结合，自动确定曲线曲面的各种控制参数，使之满足给定的几何约束条件，克服局部修改和整体光顺的矛盾，可用于构造具有复杂形状的物体．在曲线曲面插值、光顺和光滑... 变形曲线曲面造型方法是将CAGD中参数化几何描述方法与某些力学原理相结合，自动确定曲线曲面的各种控制参数，使之满足给定的几何约束条件，克服局部修改和整体光顺的矛盾，可用于构造具有复杂形状的物体．在曲线曲面插值、光顺和光滑拼接，以及N边域构造方面有优越性．基于能量函数的变形模型是由能量函数、几何约束和外部载荷定义的变分问题．应用有限元技术求解可得变形曲线曲面．本文对应用有限元方法时的一些关键技术，如有限元网格的生成、约束条件的添加等问题进行了讨论．最后给出了N边域构造方面的几个应用实例． 展开更多

关键词 变形曲线曲面 有限元方法 几何造型 CAGD

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基于自由曲面变形方法的离心泵叶片载荷优化 被引量：10

5

作者 张人会 樊家成 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期38-43,共6页

针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空... 针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空间进行试验设计,采用响应面方法对叶片载荷分布规律进行优化研究,得到了离心泵叶片载荷分布规律与对应的叶片形状及叶片水力性能间的关系,得到了低比转速离心泵叶片理想的载荷分布规律。算例优化结果表明:提出的离心泵叶轮叶片载荷优化理论及方法是可行的。 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 叶片 反问题 自由曲面变形 响应面

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基于Metaball的曲面约束变形模型及应用 被引量：6

6

作者 李凌丰 谭建荣 陈远朋 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期688-694,共7页

结合曲面变形技术和Metaball原理,提出了基于Metaball的曲面约束变形模型,将Metaball的势函数表达曲面变形的约束,用它去作用于待变形曲面,通过调整Metaball势函数的约束中心、作用半径、偏移等参数控制曲面的预期变形效果,利用骨架卷... 结合曲面变形技术和Metaball原理,提出了基于Metaball的曲面约束变形模型,将Metaball的势函数表达曲面变形的约束,用它去作用于待变形曲面,通过调整Metaball势函数的约束中心、作用半径、偏移等参数控制曲面的预期变形效果,利用骨架卷积获得平坦光滑的曲面.讨论了约束关系、单个约束的影响、控制约束的相互影响等问题,并举例说明了这个模型的机理和应用. 展开更多

关键词 曲面变形 Metaball(元球) 势函数 骨架 卷积

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基于直接自由曲面变形技术的液环泵壳体优化 被引量：13

7

作者 张人会 梁孟 +2 位作者 杨军虎 李仁年 孟凡瑞 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1222-1226,1239,共6页

对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行... 对液环泵壳体型线进行优化分析,提出了基于直接自由曲面变形(DFFD)方法的液环泵壳体型线的响应面优化方法.采用DFFD方法对液环泵壳体型线进行精确的参数化控制,在控制变量空间进行了试验设计,采用VOF模型对液环泵内的气液两相流动进行数值模拟,对液环泵壳体型线进行响应面优化分析,建立了液环泵壳体型线与其进口真空度及效率之间的响应关系,实现了对液环泵进口真空度及效率的优化.算例优化结果表明:壳体型线对液环泵水力性能有较大的影响,在一定范围内可实现泵效率及进口真空度的提高;具有较大吸气区面积扩散比的壳体型线所对应的液环泵具有较高的进口真空度,而泵的效率随该面积比的变化规律正好相反;在试验设计变量空间,泵的效率随其进口真空度的增大近似呈线性下降趋势. 展开更多

关键词 液环泵壳体 直接自由曲面变形 响应面方法 优化

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曲面变形的水平集方法 被引量：5

8

作者 潘青 徐国良 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期213-220,共8页

文中作者提出一种曲面变形的新方法.首先引入一个一阶能量范函,然后通过对其极小化诱导出一个水平集形式的二阶几何偏微分方程,从而将曲面变形过程转化为一个三维体上的隐式模型的演化过程.模型演化所产生的系列变形曲面被描述成一个密... 文中作者提出一种曲面变形的新方法.首先引入一个一阶能量范函,然后通过对其极小化诱导出一个水平集形式的二阶几何偏微分方程,从而将曲面变形过程转化为一个三维体上的隐式模型的演化过程.模型演化所产生的系列变形曲面被描述成一个密集取样的三维体上水平集函数的演化.实验结果显示大尺度的形变以及拓扑结构的自动改变均能理想地实现.作者采用C2光滑的B样条作为水平集函数,从而获得了高质量的曲面.同时,作者的方法还具有其它一些优点,比如简单的用户输入、灵活的数学模型以及稳健的数值算法. 展开更多

关键词 曲面变形 水平集方法 距离函数 几何偏微分方程

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基于有限元网格变形的飞机外形曲面修改 被引量：3

9

作者 曾建江 李卫国 陈文亮 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期534-538,共5页

根据变形后的有限元模型修改原始的飞机外形,从而自动得到变形以后的产品模型。考虑到有限元网格与原始曲面之间的误差及细小特征上的差别,本文采用两种方法来重新生成产品的曲面:(1)通过有限元网格节点的变形直接修改原始曲面,(2)考虑... 根据变形后的有限元模型修改原始的飞机外形,从而自动得到变形以后的产品模型。考虑到有限元网格与原始曲面之间的误差及细小特征上的差别,本文采用两种方法来重新生成产品的曲面:(1)通过有限元网格节点的变形直接修改原始曲面,(2)考虑原始曲面与初始有限元模型的误差直接对变形后的有限元网格进行曲面的重构。实例表明重构以后的模型具有良好的外形,能有效地恢复有限元网格中忽略掉的特征,同时曲面之间的拓扑结构能够与原始模型保持一致。 展开更多

关键词 飞机外形 有限元网格 曲面变形

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小波技术在曲面变形中的应用 被引量：1

10

作者 刘军 刘伟军 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期100-101,104,共3页

曲面光顺过程会导致曲面形状有很大改变。介绍一种光顺变形后曲面的一种新方法,这种算法根据小波分解的原理除去局部变形后曲面的高频部分,保留其低频部分,采用B-Spline小波捕捉小波分解过程中丢失的细节信息,光顺曲面,使得变形后的曲... 曲面光顺过程会导致曲面形状有很大改变。介绍一种光顺变形后曲面的一种新方法,这种算法根据小波分解的原理除去局部变形后曲面的高频部分,保留其低频部分,采用B-Spline小波捕捉小波分解过程中丢失的细节信息,光顺曲面,使得变形后的曲面能够很好地保持其原有的总体形态,并且满足一定的连续性要求。小波分解,曲面局部变形产生的棱或尖点得到有效的光顺处理。小波分解的计算快速、稳定,特别适合光顺由多控制顶点定义的曲面。 展开更多

关键词 小波分级 曲面变形 光顺 B-Spline基

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基于点位移约束的NURBS曲面变形研究 被引量：1

11

作者 王慧敏 《工程图学学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期81-85,共5页

NURBS曲面变形涉及控制网格、控制点、权因子或一些物理参数等复杂计算,变形不够直观。应用Cao En曲面模型和合成函数对NURBS曲面提出一种新的变形方法,将变形后的曲面表示成NURBS原始曲面和位移函数的合成曲面。曲面变形与控制网格无关... NURBS曲面变形涉及控制网格、控制点、权因子或一些物理参数等复杂计算,变形不够直观。应用Cao En曲面模型和合成函数对NURBS曲面提出一种新的变形方法,将变形后的曲面表示成NURBS原始曲面和位移函数的合成曲面。曲面变形与控制网格无关,关键点位置可随意选取,直接通过点的位移约束得到可控制的变形结果。实验证明该方法计算简单,变形操作简便直观,适用于曲面的交互设计。 展开更多

关键词 计算机应用 NURBS曲面 曲面变形 位移函数 CaoEn模型

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基于曲面变形的渐进型粗铣方法及仿真研究

12

作者 隋秀凛 陈晓奇 葛江华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1399-1406,共8页

针对传统粗铣等高度分层加工方法存在加工余量不均匀、成形表面粗糙等缺点,提出一种渐进型分层加工方法。利用T样条曲面建模具有统一参数域的特点,对变距离偏置法进行改进,确定T样条曲面的曲面变形规律,得到一系列的变形曲面序列。将切... 针对传统粗铣等高度分层加工方法存在加工余量不均匀、成形表面粗糙等缺点,提出一种渐进型分层加工方法。利用T样条曲面建模具有统一参数域的特点,对变距离偏置法进行改进,确定T样条曲面的曲面变形规律,得到一系列的变形曲面序列。将切削深度、刀具半径等加工参数作为约束条件,得到加工分层曲面序列。规划各分层曲面内刀具路径,得到整个基于曲面变形的渐进型分层加工刀具路径。采用VS2010和OpenGL开发出的仿真模块进行仿真验证,通过实际加工进行检验。实验结果表明,该方法加工余量更均匀、成形表面更光滑。 展开更多

关键词 曲面变形 渐进型加工 T样条曲面 刀具路径 仿真

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骨粒串主导的自由曲面变形算法 被引量：4

13

作者 叶大海 庄越挺 刘丰 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第12期1719-1723,共5页

由于目前广泛应用的骨骼子空间变形算法本身固有的缺陷 ,常常导致生成的曲面出现“塌陷”与“萎缩” ,严重影响了生成曲面的真实感 提出一种骨粒串主导的自由曲面变形算法 ,通过重构曲面模型 ,将骨骼与曲面相结合 ,并把虚拟的骨骼实体... 由于目前广泛应用的骨骼子空间变形算法本身固有的缺陷 ,常常导致生成的曲面出现“塌陷”与“萎缩” ,严重影响了生成曲面的真实感 提出一种骨粒串主导的自由曲面变形算法 ,通过重构曲面模型 ,将骨骼与曲面相结合 ,并把虚拟的骨骼实体化 ,成为可变形的骨粒串 变形时先计算每一骨粒的新坐标 ,然后计算相应皮肤顶点的新坐标 实验结果表明 ,该算法有效地消除了“塌陷”与“萎缩” 。 展开更多

关键词 自由曲面变形 角色动画 高真实感 骨粒串

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基于曲面变形技术的数据融合方法研究 被引量：1

14

作者 寇满 杨雪荣 +2 位作者 梁汉卫 成思源 张湘伟 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第6期44-46,共3页

逆向工程中单一的数据测量方法要么存在测量效率低,要么存在测量精度差等缺陷,其数据测量方法越来越难以满足高效率和高精度的逆向建模要求,因此对多种测量数据进行融合的逆向工程CAD方法已受到研究者的重视。论述了基于能量优化法的曲... 逆向工程中单一的数据测量方法要么存在测量效率低,要么存在测量精度差等缺陷,其数据测量方法越来越难以满足高效率和高精度的逆向建模要求,因此对多种测量数据进行融合的逆向工程CAD方法已受到研究者的重视。论述了基于能量优化法的曲面变形原理,利用ThinkDesign软件的曲面变形功能特点,结合逆向工程中的接触式和非接触式测量设备的测量数据,提出了基于曲面变形技术的测量数据融合方法,并给出了实例。最后通过Geomagic Qualify软件验证表明此数据融合方法是有效的。 展开更多

关键词 ThinkDesign CAD模型 数据融合 曲面变形

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基于草图的网格曲面变形算法 被引量：1

15

作者 陈保宇 李际军 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第6期1168-1174,共7页

为了对网格模型进行控制,提出了一种基于草图线和轮廓线的网格曲面变形技术。首先,通过提取模型的侧影轮廓线或在曲面上绘制初始草图线生成变形区域的初始控制线;然后,对原草图线临近区域进行微分特性的操作,或者绘制一条新的草图线以... 为了对网格模型进行控制,提出了一种基于草图线和轮廓线的网格曲面变形技术。首先,通过提取模型的侧影轮廓线或在曲面上绘制初始草图线生成变形区域的初始控制线;然后,对原草图线临近区域进行微分特性的操作,或者绘制一条新的草图线以映射初始控制线;最终利用改进的离散拉普拉斯算子建立线性方程组并采用最小二乘法求解,实现变形。这一变形技术较为直观,方便用户对变形效果的控制,在自主开发的软件平台上进行了测试,验证了其效果和工程可行性。 展开更多

关键词 草图 轮廓线 拉普拉斯算子 网格曲面变形 最小二乘法

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矩形金属层合板激光圆弧扫描弯曲曲面变形分析 被引量：1

16

作者 王高烽 王续跃 王焕捷 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期149-156,共8页

激光圆弧扫描弯曲可实现圆弧槽形舱壁件无模具成形,研究其曲面变形规律以及其曲面变形特征具有重要的工程应用意义。首先,详细分析了扫描次数n、圆弧扫描半径R、板材宽度W以及扫描基准线至自由端长度L对矩形金属层合板曲面变形的影响。... 激光圆弧扫描弯曲可实现圆弧槽形舱壁件无模具成形,研究其曲面变形规律以及其曲面变形特征具有重要的工程应用意义。首先,详细分析了扫描次数n、圆弧扫描半径R、板材宽度W以及扫描基准线至自由端长度L对矩形金属层合板曲面变形的影响。同时,结合各参数对曲面变形作用效果及曲面变形量试验测量数据,求得各参数下曲面变形量经验函数,并对其变化规律及趋势进行分析。最后,利用激光圆弧扫描弯曲策略进行了圆弧槽形舱壁件样件试制,其中单段圆弧槽两侧壁曲率半径均值分别为84.51、86.77 mm。文中方法为矩形金属层合板激光圆弧扫描弯曲曲面变形规律分析及成形圆弧槽形样件提供了试验依据。 展开更多

关键词 激光弯曲 圆弧扫描 矩形层合板 曲面变形 圆弧槽

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细分曲面等残留高度刀轨规划 被引量：7

17

作者 原恩桃 廖文和 刘浩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1143-1146,共4页

提出了一种基于细分曲面等距面变形的逼近等残留高度刀轨生成算法。利用Catmull-Clark细分曲面具有的逐步逼近的多分辨率特性和误差公式,根据加工误差确定细分次数,并以此作为目标曲面生成等距曲面;根据等距面上点的曲率半径和倾斜角度... 提出了一种基于细分曲面等距面变形的逼近等残留高度刀轨生成算法。利用Catmull-Clark细分曲面具有的逐步逼近的多分辨率特性和误差公式,根据加工误差确定细分次数,并以此作为目标曲面生成等距曲面;根据等距面上点的曲率半径和倾斜角度确定变形率,利用其1-环领域得到变形系数并生成等距面的变形曲面,采用截平面法计算得变形后的刀轨,利用变形系数将刀轨进行逆变形得到原空间上的刀轨。实例证明:该算法在陡峭区域走刀间距变小,刀具路径变密,保证了加工精度。 展开更多

关键词 细分次数 变形系数 变形曲面 等残留高度 刀轨路径

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多截面形状要求的广义旋转曲面 被引量：3

18

作者 戴春来 丁运亮 陆信 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2002年第4期537-539,共3页

旋转曲面在计算机辅助设计中有比较重要的作用 ,很多种类的曲面可以看作由曲线旋转而成 ,传统的旋转曲面在生成的过程中 ,母线的形状不发生变形 ,这样就大大地限制了旋转曲面的应用范围。因此 ,本文对旋转曲面的概念做了进一步的拓宽 ,... 旋转曲面在计算机辅助设计中有比较重要的作用 ,很多种类的曲面可以看作由曲线旋转而成 ,传统的旋转曲面在生成的过程中 ,母线的形状不发生变形 ,这样就大大地限制了旋转曲面的应用范围。因此 ,本文对旋转曲面的概念做了进一步的拓宽 ,使母线在旋转运动的过程中能够按照设计的要求发生一定的变形 ,这样就拓宽了其应用范围。曲线在发生变形前后一般要求其形状变化不大 ,本文根据自由曲线能量的概念 ,提出了变形应该使位移曲线的能量最小的假设 ,根据该假设 ,推出了相应的计算公式 ,经过实际计算表明该假设是比较合理的。最后 ,根据本文提出的方法 ,给出了一个有多个截面形状要求的广义旋转曲面造型的例子。 展开更多

关键词 曲面造型 能量法 变形曲面 广义旋转曲面 位移曲线 CAD

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双三次NURBS曲面矩阵块表示及在曲面设计中的应用 被引量：2

19

作者 高新瑞 张树生 侯增选 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2005年第4期937-939,1106,共4页

研究了NURBS三次与二次曲面的矩阵块表示及在曲面设计中的应用。给出了NURBS三次与二次基函数系数矩阵表示和NURBS三次曲面矩阵块表示。从矩阵块表示中可很清楚地看出参数区间、曲面片与控制顶点对应关系,这点对NURBS曲面自由变形与求... 研究了NURBS三次与二次曲面的矩阵块表示及在曲面设计中的应用。给出了NURBS三次与二次基函数系数矩阵表示和NURBS三次曲面矩阵块表示。从矩阵块表示中可很清楚地看出参数区间、曲面片与控制顶点对应关系,这点对NURBS曲面自由变形与求解都很重要。通过在Java2.0与Java3D环境下检验证明该算法高效可靠。 展开更多

关键词 基函数系数矩阵表示 NURBS三次曲面 矩阵块表示 NURBS曲面自由变形 曲面设计 CAD系统

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基于曲面形变的三维人脸样本配准 被引量：1

20

作者 盖赟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2014年第B11期116-118,127,共4页

三维人脸样本是人脸识别、人脸动画等领域进行模型训练、算法设计及性能比较的重要数据平台。为了提高三维人脸样本的配准效果和配准速度,提出一种基于曲面变形的三维人脸样本配准方法。该方法通过对标准化样本实施一系列的变形操作来... 三维人脸样本是人脸识别、人脸动画等领域进行模型训练、算法设计及性能比较的重要数据平台。为了提高三维人脸样本的配准效果和配准速度,提出一种基于曲面变形的三维人脸样本配准方法。该方法通过对标准化样本实施一系列的变形操作来建立原始样本与标准样本之间的对应关系。然后基于该对应关系对原始样本进行配准处理,在处理过程中使用统计方法对样本上的毛刺点和空洞进行修补。实验结果表明,使用该方法可以快速、有效地对不同格式的原始样本进行配准。 展开更多

关键词 样本配准 最近点匹配 TPS 三维人脸 曲面变形

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