[发明专利]基于藕节状四面体坐标系的建立模型间对应关系的方法

说明书

本发明公开了一种基于藕节状四面体坐标系的建立模型间对应关系的方法。所述方法包括：输入源模型、目标模型，根据输入模型的结构特点，先将输入模型划成对应的几部分；再对各对应部分进行相同的四面体网格划分；然后对每组对应四面体内的数据，通过计算找到源模型中的点在目标模型中的对应点；最终实现从源模型到目标模型的直接对应。由于各部分相连的四面体网格形似藕节，且对应过程计算主要基于四面体坐标系，因此称连接形成的总网格为藕节状四面体坐标系网格。本发明为实现不同模型之间特征对应的光滑渐变，提出了上述直接建立模型间对应关系的新方法，可避免建立复杂参数面或求解复杂的方程，直观且直接地建立模型间的对应关系。

技术领域

本发明具体涉及一种基于藕节状四面体坐标系的建立模型间对应关系的方法，属于计算机图形图像处理技术领域。

背景技术

在计算机动画中，三维渐变是指通过提取两个模型的对应特征，建立对应关系，利用几何变换将两者的特征进行融合，从而光滑地合成中间过渡模型的技术。利用该技术可以产生奇特的视觉效果，被广泛地应用于计算机动画与电影特效的制作中。

如何建立模型间的对应关系是解决三维渐变的两个关键问题之一。三维网格模型间对应关系，按其建立过程中是否需要进行表面参数化分为间接对应法与直接对应法两种。间接对应法，通常指按某种映射方式将源模型与目标模型映射到同一参数面，在参数面经过网格融合生成包含所有输入模型几何信息的新网格，将新网格反映射到源模型与目标模型，建立模型间双映射关系的方法。根据参数面的选择，可将其分为平面参数化、球面参数化、单形参数化与Polycube参数化等；也可在输入模型上构建基础网格，通过一致的网格细分建立起模型间的对应关系。直接对应法，主要是依靠微分坐标技术与能量约束方程直接建立模型的对应关系的方法。Wu H Y,Pan C,Yang Q,et al.ConsistentCorrespondence between Arbitrary Manifold Surfaces[C]//IEEE InternationalConference on Computer Vision.2007:1-8 Conference on Computer Vision.2007:1-8中吴怀宇等提出的直接对应法，将源网格保持形状不变直接映射到目标网格上，以获取其在目标网格上的几何信息，从而建立起保持源模型网格形状不变的对应关系。

但是无论是间接对应法还是直接对应法，都有其弊端，具体如下：

间接对应法由于需要建立同一参数面，在实现模型间双映射关系时操作繁复，耗费时间，而且该方法对基础网格形状的依赖较大。而现有的直接对应法虽然避免了建立同一参数面的复杂操作，但由于需要迭代求解最优化的问题，因此时间复杂度比较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于藕节状四面体坐标系的建立模型间对应关系的方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

为实现不同模型之间特征对应的光滑渐变，本发明提出一种直接建立模型间对应关系的新方法。即本发明实施例提供了一种基于藕节状四面体坐标系的建立模型间对应关系的方法，其包括：

输入源模型、目标模型，

根据输入模型的特点，对所输入的模型进行划分，

先将输入模型划成对应的几部分，再对各对应部分进行相同的四面体网格划分，然后对每组四面体内的数据，通过计算找到所述源模型中的点在目标模型中的对应点，最终实现从源模型到目标模型的直接对应。

由于各部分相连的四面体网格形似藕节，且对应过程计算主要基于四面体坐标系，因此称连接形成的总网格为藕节状四面体坐标系网格。

需要说明的是，本发明的藕节，不是指一般意义上的藕的连接处，而是指每一节藕，因此藕节状是指一种类似于多节藕的外部形状。