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文化遗产保护中虚拟现实技术研究进展
1
作者 刘鑫达 李康 +1 位作者 耿国华 周明全 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第4期545-560,共16页
文化遗产是连接过去与现在的桥梁,具有重要的历史、文化和教育价值.面对自然灾害和人为因素等多重威胁,传统的文化遗产保护手段存在成本高昂、效率有限和普及性不足等局限.虚拟现实技术以其抗破坏性、沉浸性、交互性和经济性等多方面优... 文化遗产是连接过去与现在的桥梁,具有重要的历史、文化和教育价值.面对自然灾害和人为因素等多重威胁,传统的文化遗产保护手段存在成本高昂、效率有限和普及性不足等局限.虚拟现实技术以其抗破坏性、沉浸性、交互性和经济性等多方面优势,为文化遗产的保护和传承提供了创新的解决路径.对虚拟现实技术在文化遗产保护领域中的应用现状和研究进展进行综述,从数字化采集、三维建模、交互设计和虚拟展示等环节,详细讨论虚拟现实技术在文化遗产保护中的研究和探索;探讨了虚拟现实技术在教育、严肃游戏、博物馆和叙事等实际文化遗产保护项目中的应用成效,凸显了其在提升用户体验、促进文化理解和交流方面的积极作用;最后介绍智能化、互通性和可演变性的发展趋势,预示着虚拟现实技术将为文化遗产保护提供更多创新的可能性.展望未来,应继续探索虚拟现实技术在文化遗产保护中的新方法和新途径,实现更广泛的社会参与和文化价值传播. 展开更多
关键词 虚拟现实 文化遗产保护 数字化建模 交互展示
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秦陵文物数字化及虚拟复原研究综述 被引量：16
2
作者 耿国华 冯龙 +2 位作者 李康 周明全 王小凤 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期709-721,共13页
文化遗产是中华五千年悠久历史的重要载体,也是传承中华文化的特殊资源,然而,历经千百年的风化侵蚀、战火和历史变迁,文化遗产都遭到或多或少的冲击和破坏。传统复原方法存在记录手段单一、信息不全面、手工复原周期长、展陈受限、人工... 文化遗产是中华五千年悠久历史的重要载体,也是传承中华文化的特殊资源,然而,历经千百年的风化侵蚀、战火和历史变迁,文化遗产都遭到或多或少的冲击和破坏。传统复原方法存在记录手段单一、信息不全面、手工复原周期长、展陈受限、人工管理效率低等缺陷。利用三维扫描技术、数字化手段及信息化方法对文物进行数字化建模及虚拟复原与展示等,能够极大地缩短文物复原周期,可避免由于直接接触对文物造成的二次破坏;同时,借助于计算机视觉、人工智能、光学扫描等技术,能够为新形态考古发掘与文物保护奠定基础。针对文物修复与保护领域的这些重大需求,西北大学可视化技术研究所项目组自20世纪90年代起就开展了相关研究,取得的系列成果已应用于秦陵等多个文物保护单位。该文从古人面貌虚拟复原、复杂外观文物数字化、考古遗址场景建模与展示、考古过程记录与应用、破损破碎文物虚拟修复、文物碎片自动分类文化遗产的数字展示传播7个方面,对项目组近期的最新研究工作进行总结和分析,并对未来的研究方向进行展望。 展开更多
关键词 文物虚拟保护 文物数字化建模 古人面貌复原 文物碎片拼接
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面向非遗美术图像分类的提示学习方法
3
作者 张秦瑜 刘鑫达 +1 位作者 鲁倬铭 周明全 《西北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期106-117,共12页
针对中国非物质文化遗产美术作品分类中处理效率低、数据复杂等问题,提出了一种基于预训练视觉语言大模型的上下文提示微调策略,以提升小样本情况下的分类性能并应对当前任务的挑战。该方法通过引入可学习的上下文优化提示(软提示),使... 针对中国非物质文化遗产美术作品分类中处理效率低、数据复杂等问题,提出了一种基于预训练视觉语言大模型的上下文提示微调策略,以提升小样本情况下的分类性能并应对当前任务的挑战。该方法通过引入可学习的上下文优化提示(软提示),使模型能够在少量样本条件下快速适应下游分类任务,从而有效缩短训练时间并提升收敛速度。具体而言,利用注意力机制,将由软提示生成的文本特征与预训练视觉语言模型的原始特征相结合,并通过对比损失优化嵌入表示。这一机制减少了不同特征之间的嵌入差异,避免了模型对已知类别的过度拟合,提升了在未见类别上的泛化能力。此外,保留原始特征信息帮助模型避免训练过程中遗忘基础知识,确保即便在小样本条件下,模型仍能保持较高的分类准确率。实验结果表明,所提出方法在非遗美术图像分类任务中的准确率提升了1.79%,泛化识别能力提升了10.4%,同时具备较低的计算成本。 展开更多
关键词 非物质文化遗产 图像分类 上下文优化 注意力机制
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基于调整轮廓线权重的文物碎块自动拼接方法 被引量：3
4
作者 耿国华 姚文敏 +5 位作者 周明全 刘杰 徐雪丽 曹欣 刘阳洋 李康 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期397-403,共7页
由于自然或人为因素,文物经常以破损的碎块形式呈现,将诸多不规则碎块准确拼接使文物复原是一项耗时费力的工作。为此,该文提出一种基于断裂面信息的文物碎块自动拼接方法,该方法包含匹配和配准两个阶段。第一阶段,根据断裂面轮廓线分... 由于自然或人为因素,文物经常以破损的碎块形式呈现,将诸多不规则碎块准确拼接使文物复原是一项耗时费力的工作。为此,该文提出一种基于断裂面信息的文物碎块自动拼接方法,该方法包含匹配和配准两个阶段。第一阶段,根据断裂面轮廓线分割出断裂面,基于快速点特征直方图搜索匹配点对,并调整轮廓线上点的权重,得到匹配关系。第二阶段,提出一种由粗到细的配准策略,采用基于主成分分析(PCA)的粗配准方法获得初始位置估计,然后应用深度最近点神经网络(DCP)做进一步调整。实验结果表明:该文配准方法的配准成功率较其子方法分别提升了2.22%和18.06%,平均绝对误差仅为0.9202 mm,能够应对轮廓线破损情况,完成断裂面较为完整的文物碎块拼接。 展开更多
关键词 断裂面 轮廓线 快速点特征直方图 主成分分析 深度最近点
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基于盘B样条和对应的二维动画生成技术 被引量：1
5
作者 王玉娇 武仲科 王学松 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2009-2014,共6页
利用计算机实现二维动画自动生成一直是动画领域中极具挑战性的问题。提出了一个计算机辅助二维动画中间帧自动生成的方法,以放宽对用户输入的限制。这里使用盘B样条曲线表示笔划,采用基于快速行进算法的曲线匹配,找出关键帧之间的最佳... 利用计算机实现二维动画自动生成一直是动画领域中极具挑战性的问题。提出了一个计算机辅助二维动画中间帧自动生成的方法,以放宽对用户输入的限制。这里使用盘B样条曲线表示笔划,采用基于快速行进算法的曲线匹配,找出关键帧之间的最佳笔划对应关系,通过对应笔划间的几何插值,计算出中间帧,从而实现二维动画的中间帧自动生成。 展开更多
关键词 二维动画 盘B样条 对应 FMM算法 笔划连接 插值
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一种三维模型多层级视点描述符 被引量：1
6
作者 曾升 周蓬勃 周明全 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期759-767,共9页
3D形状识别是计算机视觉领域非常重要的问题之一,三维模型的描述符对不同类别模型的区分度影响着3D形状识别的精度。基于视图的描述符应用非常广泛,然而多数方法主要研究算法,以不断提升公共数据集的识别精度,却很少深入分析在细粒度分... 3D形状识别是计算机视觉领域非常重要的问题之一,三维模型的描述符对不同类别模型的区分度影响着3D形状识别的精度。基于视图的描述符应用非常广泛,然而多数方法主要研究算法,以不断提升公共数据集的识别精度,却很少深入分析在细粒度分类数据上的视图选择对区分能力的影响。该文提出一种新的多层级视点描述符,该描述符以一组视点组成,为3D模型提供了一组最优的二维视图选择,并设计实验对比在细粒度分类数据上的识别精度。首先,我们建立均匀的球状观察视点模型,以具备直观语义信息的上、前、右等视点为初始视点。其次,分区域从模型投影边缘的倒角距离比较中得出最优视点,作为下一层的种子点,不断细分获取不同层级的视点组合得到多层级视点描述符,使用测地距离来衡量模型间的相似度。最后,使用视点间的测地距离来计算同类别及不同类别间的相似度,验证多层级视点描述符的区分能力,选择更加精细分类的三维模型数据以验证识别能力,在多视图卷积神经网络上进行对比。应用该文描述符提供的视图选择在训练数据无论是否进行随机水平旋转,都有非常明显的识别精度提升。 展开更多
关键词 3D形状识别 多层级 倒角距离 最优视图 细粒度分类
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颅面相似性度量与评价
7
作者 赵俊莉 周明全 +4 位作者 王曦 张念凯 耿国华 税午阳 张娟 《西北大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期722-733,共12页
颅骨和面貌是人的重要生物特征,也是法医人类学的重要研究内容,由于其具有复杂的拓扑结构和相似的几何结构,颅面相似性度量以及颅面复原结果评价仍然是一个极具挑战性的难题。该文梳理了近年来颅面相似性度量与复原结果评价方面的研究,... 颅骨和面貌是人的重要生物特征,也是法医人类学的重要研究内容,由于其具有复杂的拓扑结构和相似的几何结构,颅面相似性度量以及颅面复原结果评价仍然是一个极具挑战性的难题。该文梳理了近年来颅面相似性度量与复原结果评价方面的研究,将现有的颅面相似性度量与评价方法分为主观定性和客观定量的方法,从这两方面进行总结归纳,重点从几何方法、视觉方法和统计方法这3方面阐述了现有的客观定量的评价方法,并指出未来研究发展的趋势,以期促进颅面领域的研究及在刑侦、考古、医学等领域的应用,为今后在该领域的深入研究提供帮助。 展开更多
关键词 颅面 相似性度量 复原结果评价
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颅骨点云曲面重建的Euler’s Elastica模型
8
作者 牛慧勤 潘振宽 +1 位作者 赵俊莉 周明全 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期1515-1523,共9页
为从具有复杂拓扑关系的颅骨点云数据中重建精确、光滑的隐式曲面,提出了基于Euler’s Elastica的变分水平集方法.首先,将Euler’s Elastica作为正则化约束引入变分能量泛函,采用增广拉格朗日方法将变分能量泛函最小化问题转化为一系列... 为从具有复杂拓扑关系的颅骨点云数据中重建精确、光滑的隐式曲面,提出了基于Euler’s Elastica的变分水平集方法.首先,将Euler’s Elastica作为正则化约束引入变分能量泛函,采用增广拉格朗日方法将变分能量泛函最小化问题转化为一系列子问题;其次,分别采用广义软阈值公式、解析公式和快速傅里叶变换求解;最后,在计算过程中采用投影算法,有效地避免了水平集函数的重新初始化过程.实验结果表明,相较于现有方法,所提基于Euler’s Elastica的变分水平集方法具有更好的收敛性和有效性,能够提高重建的精确性,避免曲面边缘的缺失. 展开更多
关键词 曲面重建 水平集方法 Euler’s Elastica 增广拉格朗日方法
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